Views
3 years ago

ELEMENTI STROJEVA

Uvjet čvrstoće štapa

Uvjet čvrstoće štapa u promatranom presjeku jest da najveće ekvivalentno naprezanje bude manje od graničnog naprezanja. Položaj i veličina maksimalnog ekvivalentnog naprezanja može se odrediti analitički ili numerički. No, kod štapova on je najčešće na mjestu najvećeg normalnog naprezanja, a rijetko na mjestu najvećeg tangencijalnog naprezanja, pa je konstruktoru olakšan posao. Uz to, tangencijalna naprezanja τ xy,s i τ xz,s od poprečnih sila se najčešće mogu zanemariti. Niti jedna od hipoteza čvrstoće ne slaže se u potpunosti s rezultatima eksperimenata, pogotovo ne za sve vrste materijala i za svaki vremenski karakter opterećenja. Zbog toga je za izračun ekvivalentnog naprezanja u poprečnom presjeku štapa predložen iskustveni izraz, koji uzima u obzir i mehanička svojstva materijala: ( ) 2 σ = σ + α τ (1.54) 2 ekv x 0 x α 0 omjer mjerodavnih karakteristika čvrstoće za normalna i tangencijalna naprezanja Rσ α 0 = (1.55) R R σ [N/mm 2 ] mjerodavna karakteristika čvrstoće za normalna naprezanja, 1.8.1.1 R τ [N/mm 2 ] mjerodavna karakteristika čvrstoće za tangencijalna naprezanja. τ 1.8 RADNA SPOSOBNOST STROJNIH DIJELOVA I KONSTRUKCIJA Zahtjevi za radnom sposobnošću važe općenito za sve dijelove strojeva i konstrukcija, a pri ispunjenju tih zahtjeva treba voditi računa o dva stanja u kojima se oni mogu naći: • radno stanje – odgovara predviđenim radnim (pogonskim) uvjetima; • kritično stanje – odgovara graničnim radnim uvjetima, pri čemu se pojavljuju kritična oštećenja (kvarovi), koji onemogućavaju pravilan i pouzdan rad strojnih dijelova. Poznavanje vrijednosti fizikalnih veličina koje odgovaraju kritičnim stanjima strojnih dijelova, omogućava definiranje općeg kriterija radne sposobnosti: radne karakteristike (vrijednosti fizikalnih veličina) ne smiju nikako doseći kritične. Strojni dijelovi moraju biti projektirani i dimenzionirani tako da su, pri propisanim radnim uvjetima, radne karakteristike dovoljno daleko od kritičnih. Radna sposobnost strojnih dijelova se procjenjuje obzirom na kritične pojave, kojima se moraju dijelovi strojeva uspješno suprotstaviti. Pri tomu je na prvom mjestu čvrstoća, zatim krutost i elastičnost, vibracije, otpornost na trošenje, otpornost na koroziju, pouzdanost u radu, itd. 1.8.1 Čvrstoća Čvrstoća je sposobnost suprotstavljanja pojavi nedopuštenih oštećenja koja mogu nastati zbog opterećenja. Ta, granična opterećenja, zbog naprezanja i deformacija koja proizvode, uzrokuju dvije osnovne vrste nedopuštenih oštećenja: lom (ili nastanak pukotine, koja vodi k lomu) i plastičnu deformaciju. Kroz povijest strojarstva, sve do novijeg vremena, smatralo se da obje vrste nedopuštenih oštećenja uzrokuje nedopušteni, granični nivo naprezanja. Iako je poznato da i pri plastičnim deformacijama u različitim pogonskim uvjetima, uvijek postoji neka veza između 35

opterećenja, naprezanja i deformacija, danas se točno zna, da npr. lom uslijed zamora materijala u području visokih vremenski promjenjivih opterećenja ne ovisi o visini naprezanja, nego samo o nivou deformacija. O tome će biti govora u poglavlju 1.8.1.2.4, no ipak, u većini slučajeva pojava nedopuštenog oštećenja je uzrokovana pojavom graničnih naprezanja. Zbog toga, uvjet da na određenom, kritičnom mjestu opterećenog strojnog dijela ili konstrukcije ne dođe do nedopuštenog oštećenja, najčešće jest da na tom mjestu naprezanja σ budu manja od onih (graničnih) naprezanja σ gr , koja bi uzrokovala ta nedopuštena oštećenja. Dakle σ < σ * (1.65) gr Naravno, granična naprezanja su mjerodavne karakteristike čvrstoće materijala, koje se označavaju sa R. To znači da ih treba odabrati prema onoj (karakterističnoj) vrijednosti čvrstoće, koja se ne smije dostići. Ako su naprezanja npr. statička (mirna), a važno je npr. samo da ne dođe do loma, mjerodavna karakteristika čvrstoće će biti statička čvrstoća materijala R m . Ako pri statičkim naprezanjima nisu dopuštene plastične deformacije, mjerodavna karakteristika čvrstoće će biti granica tečenja R e . Ako su naprezanja vremenski promjenjiva (dinamička), mjerodavna karakteristika čvrstoće će biti dinamička čvrstoća R D (granica zamora materijala). U slučaju dugotrajnih statičkih opterećenja, posebno pri povišenim temperaturama, mjerodavna karakteristika čvrstoće će biti granica puzanja ili dugotrajna statička čvrstoća, itd. Jasno je da su vrijednosti ovih graničnih naprezanja različite za različite vrste opterećenja (vlak, tlak, savijanje, smik, torzija). 1.8.1.2 Stupanj sigurnosti i dopušteno naprezanje Omjer mjerodavne karakteristike čvrstoće i radnog naprezanja, koji pokazuje koliko je puta mjerodavna karakteristika čvrstoće R veća od radnog naprezanja σ naziva se stupnjem sigurnosti: R ν = >1 . (1.66) σ Stupanj sigurnosti ν mora biti veći, ili barem jednak, vrlo pažljivo i vrlo odgovorno odabranoj vrijednosti tzv. potrebnog stupnja sigurnosti ν potr ν ≥ ν potr . (1.67) Po ovom izrazu se kontrolira čvrstoća na kritičnom mjestu strojnog dijela, pa stoga on predstavlja uvjet čvrstoće. Pri tome se potrebni stupanj sigurnosti određuje na osnovi iskustva i znanja, a granice su mu određene procjenom visine štete, koja bi nastala nedopuštenim oštećenjem (gornja granica), te što manjim utroškom materijala, tj. cijenom proizvoda (donja granica). Vrijednost mu naročito raste, ako bi oštećenjem bili ugroženi ljudski životi. Projektant treba biti sposoban procijeniti pouzdanost metoda, teorija i podataka kojima se služi, te vrstu i razinu tehnologije koja će se primijeniti pri izradi strojnog dijela. Nije svejedno npr. odrediti naprezanje metodom Nauke o čvrstoći, metodama Teorije elastičnosti, ili pak nekom od numeričkih metoda uz kvalitetan, pouzdan i provjeren softver. U prvom slučaju, budući da Nauka o čvrstoći daje približne rezultate, projektant treba biti svjestan moguće greške, i zbog toga mora povećati potrebni stupanj sigurnosti. Pored toga, u svim spomenutim metodama, uključivši i numeričku, pretpostavlja se da su strojni dijelovi izrađeni iz idealnog materijala: homogenogkoji ima jednaku strukturu u svim točkama, i izotropnog- koji se ponaša jednako u svim smjerovima i svim točkama. U stvarnosti materijali koji se upotrebljavaju za izradu strojnih * Istovjetni izrazi važe i za tangencijalna naprezanja τ 36

AAO-29
SNV Bulletin #10
Radio HRS 1/05 - Hrvatski Radioamaterski Savez
1 - Å umarski list
Enter Presentation Title Here
HISTORIJSKA GEOGRAFIJA HRVATSKE - Filozofski fakultet u Splitu
Đilas, Milovan, Vlast, Naša reč, 1983.pdf
HRVATSKE ŠUME 13/14 - 1-2/1998
GODINA XXV ZAGREB BROJ 242/282 OŽUJAK 2011 ... - HEP Grupa
ZDRAVSTVENA PSIHOLOGIJA - Zdravstveno veleu?ili?te Zagreb
Lipa - Hrvatske šume
Drvena ljepotica - Hrvatske šume
Å UMARSKI LIST 11-12/1993 - HÅ D
Upravni odbor »Hrvatskih šuma - Hrvatske šume
ELEMENTI STROJEVA - FESB
ELEMENTI STROJEVA - FESB
ELEMENTI STROJEVA - FESB
1 Elementi strojeva – pitanja i odgovori za kontrolni ispit
ISPIT IZ “ELEMENTI KONSTRUKCIJA II” Zadano: - FSB
2. višedijelni tlačni elementi
SKRIPTA RIJEÅ ENIH ZADATAKA IZ OTPORNOSTI MATERIJALA
Strength of structures and components.pdf - FESB
ČVRSTOĆA
ELEKTRONIČKI ELEMENTI Repetitorij s ... - Student Info
Poglavlje 5 - Masinski elementi
mehanika kontinuuma i reologija - Rudarsko-geološko-naftni fakultet
ZADATAK 1 - FESB