WYDZIAŁ ODLEWNICTWA AGH (KRAKÓW, |
Podstawy Konstrukcji Maszyn |
Rok akademicki 2008/2009 |
Wykonał: Nazwisko, Imię, |
Małe zadania konstrukcyjne |
Studia zaoczne inżynierskie II rok |
|
Dane |
Temat |
Szukane |
b = 50 mm g = 4 mm F = 12 kN 12000 N stal St4N stal St4N stal St4S jedno-nakładkowe m = 1 |
Dwa pręty płaskie o przekroju 4 x 50 mm, obciążone stałą siłą rozciągającą F = 12 kN, należy połączyć nakładką jednostronną. Określić liczbę nitów, jeżeli materiał prętów i nakładki - stal St4N, a nitów - stal St4S. Wykonaj szkic złącza, sprawdź wytrzymałościowo pręty i oblicz grubość nakładki. Wskazówka: w obliczeniach pomijamy wpływ zginania prętów |
n = ? σr = ? gn = ?
|
dane |
Obliczenia |
Wyniki |
g = 4 mm |
Obliczenie średnicy nitu d = 2·g = 2·4 = 8 mm Ponieważ średnica nitu d = 8 mm jest ≤8mm, to nity zamykamy na zimno |
d = 8mm |
d = 8 mm
|
Obliczenie średnicy otworu pod nit do = d = 8 mm |
do = 8 mm |
St4S - kt = 85 MPa |
Obliczenia wytrzymałościowe Dla nitów jednociętych obliczenia liczby nitów „n” wykonujemy w oparciu o warunek na ścinanie:
|
n = 3 |
|
Schemat połączenia: n1 = 1 i n2 = 3;
|
|
St4N - kr = 100 MPa |
Obliczenie grubości nakładki Obliczam grubość nakładki - gn - z warunku na rozciąganie
|
Przyjmuję gn = 4 mm |
F = 12 kN 12000 N b = 50 mm g = 4 mm |
Sprawdzam wytrzymałość pręta - σr - z warunku na rozciąganie
ZŁĄCZE ZAPROJEKTOWANE JEST POPRAWNIE |
|
Dane |
Temat |
Szukane |
b = 60 mm g = 3 mm F = 18 kN 18000 N stal St3S stal St3N dwunakładowe m = 2 |
Dwa pasy blachy o przekroju poprzecznym 3 x 60 mm, obciążone siłą rozciągającą F = 18 kN, należy połączyć nakładką obustronną. Przyjmując jako materiał blach stal St3S oraz nitów stal St3N, określ liczbę nitów i sprawdź wytrzymałość blach. Wykonaj szkic złącza. |
n = ? σr = ?
|
dane |
Obliczenia |
Wyniki |
g = 3mm |
Obliczenie średnicy nitu: d = 2 g = 2·3 = 6 mm |
d = 6mm |
|
Określenie sposobu zamykania nitu Ponieważ średnica nitu d = 6 mm jest ≤8mm, to nity zamykamy na zimno |
|
d = 6 mm |
Obliczenie średnicy otworu pod nity do = d = 6 mm |
do = 6 mm |
do = 6 mm g = 3m |
Sprawdzenie warunków
obliczenia liczby nitów „n” wykonujemy w oparciu o warunek na nacisk powierzchniowy |
|
ko = 2,5·kt = 187,5 MPa St3N - kt = 75 MPa |
Nacisk powierzchniowy
|
Przyjmuję n=6 |
|
Schemat połączenia: n1=1, n2=3;
|
|
|
Sprawdzam wytrzymałość blachy z warunku na rozciąganie
ZŁĄCZE ZAPROJEKTOWANE JEST POPRAWNIE |
z tablicy 4,dla stali St3S - kr = 120 MPa |
Dane |
Temat |
Szukane |
40 x 40 x 4 mm gw = 5 mm gL = 4 mm stal St3S stal St4N m = 1 jednoszeregowy |
Kątownik równoramienny 40 x 40 x 4 wykonany ze stali St3S jest połączony z blachą węzłową o grubości 5 mm za pomącą nitowego szwu jednoszeregowego. Oblicz liczbę nitów wykonanych ze stali St4N, wiedząc, że nośność połączenia odpowiada nośności przekroju kątownika. Wykonaj szkic połączenia. |
n = ?
|
dane |
Obliczenia |
Wyniki |
gL = 4 mm |
Obliczenie średnicy nitu d = 2g = 2·4 = 8 mm |
d = 8 mm |
|
Sposób zamykania nitu Ponieważ średnica nitu d = 8 mm jest ≤ 8 mm, to nity zamykamy na zimno. |
Nit zamykany na zimno |
d = 8 mm |
Obliczenie średnicy otworu pod nit do = d = 8 mm. |
do = 8 mm. |
|
Schemat połączenia: n1 = 1
|
|
40 x 40 x 4 mm gw = 5 mm gL = 4 mm stal St3S stal St4N m = 1 jednoszeregowy 40 x 40 x 4 - SL = 308 mm2. dla stali St3S - kr = 120 MPa |
Obliczam maksymalną wartość siły - F (jaką może przenieść kątownik) - z warunku na rozciąganie:
|
F=33120 N |
F=33120 N St4N - kt = 85 MPa |
Obliczenie liczby nitów
Przyjmuję n = 8 nitów.
|
n=8 |
|
|
|
Dane |
Temat |
Szukane |
F=80 kN g= 8 mm blacha -St5 nit - St3N
|
Zaprojektować złącze nitowe zakładkowe obciążone siłą rozciągającą F=80 kN. Grubośc pasów blachy g = 8 mm. Materiał blachy stal St5, a nitów St3N. |
Projekt złącza nitowego
|
|
Obliczenia |
Wyniki |
kn = 110 MPa; kr = 145 MPa |
Obliczenie średnicy nitów d=2g = 16 mm
|
d=16mm |
d=16mm |
Obliczam średnicę otworu pod nit d0 = d+1=17 mm |
d0 = 17 mm |
d0 = 17 mm |
Przekrój ścinany 1 nitu
|
|
|
Obliczenie liczby nitów z warunku na ścinanie
|
n=4 |
|
Założenie rozmieszczenia nitów Zakładam rozmieszczenie nitów jak na rysunku
|
|
|
Obliczenie szerokości blachy Szerokość blachy oblicza się w przekroju I-I, n1=1
Z tablicy przyjmuję pręt płaski 8x90 mm |
8x90 mm |
|
Ustalenie rozmieszczenia nitów tmin=2,2d0=2,2*17=ok. 38 mm e1=1,5d0=ok. 26 mm e=2d0=34 mm |
|
|
Sprawdzenie rozmieszczenia nitów b = t + 2e1 = 90 mm |
|
Dane |
Temat |
Szukane |
|
Wspornik ze stali St3S przyspawano do płytki stalowej i obciążono siłą F=35kN. (jak na rysunku) Sprawdzić naprężenia w spoinie
|
|
Dane |
Obliczenia |
Wyniki |
|
W spoinie powstaną naprężenia ścinające wywołane siłą F oraz naprężenia zginające od momentu siły F. Przy naprężeniach złożonych i obciążeniu statycznym stosuje się wzór:
|
|
|
Obliczenie dopuszczalnego naprężenia tnącego dla spoiny pachwinowej
|
kt'=48,75 MPa |
|
Obliczenie pracującej wysokości spoiny
|
Przyjm h=25 cm |
|
Obliczenie naprężenia zginającego
|
|
|
Obliczenia naprężenia tnącego
|
|
|
Sprawdzenia naprężenia zastępczego
SPOINA WYTRZYMA ZADANE OBCIĄŻENIE
Uwaga: Przy obliczaniu spoin pachwinowych naprężenia rzeczywiste dla złożonego stanu naprężeń |
|
|
|
|
5