Transcript 01 a gepelemek tervezesenek alapelvei
I. A GÉPELEMEK TERVEZÉSÉNEK ALAPELVEI
A MÉRETEZÉSHEZ SZÜKSÉGES MECHANIKAI ALAPISMERETEK
Dinamikai alapfogalmak
Az erő
Az erőhöz vezető gondolatmenet I.
Az erőhöz vezető gondolatmenet II.
Az erőhöz vezető gondolatmenet III.
Az erőhöz vezető gondolatmenet IV.
Az erőhöz vezető gondolatmenet V.
Az erő fogalma
A nyomaték
A nyomatékhoz vezető gondolatmenet I.
A nyomatékhoz vezető gondolatmenet II.
A nyomatékhoz vezető gondolatmenet III.
A nyomatékhoz vezető gondolatmenet IV.
A nyomatékhoz vezető gondolatmenet V.
A nyomatékhoz vezető gondolatmenet VI.
A nyomaték fogalma
A statika alaptörvénye F
1 +
F
2 +... +
F
n =
0 M
1 +
M
2 +... +
M
n =
0
Szilárdságtani alapfogalmak
(J.2.1., J.2.2.)
Az igénybevétel
Az igénybevételhez vezető gondolatmenet I.
Az igénybevételhez vezető gondolatmenet II.
Az igénybevételhez vezető gondolatmenet III.
Az igénybevételhez vezető gondolatmenet IV.
Az igénybevételhez vezető gondolatmenet V.
Az igénybevételhez vezető gondolatmenet VI.
Az igénybevételhez vezető gondolatmenet VII.
Az igénybevételhez vezető gondolatmenet VIII.
Az igénybevételhez vezető gondolatmenet IX.
Az igénybevételhez vezető gondolatmenet X.
Az igénybevételhez vezető gondolatmenet XI.
Az igénybevételhez vezető gondolatmenet XII.
Az igénybevételhez vezető gondolatmenet XIII.
Az igénybevételhez vezető gondolatmenet XIV.
Az igénybevételhez vezető gondolatmenet XV.
Az igénybevételhez vezető gondolatmenet XVI.
Az igénybevételhez vezető gondolatmenet XVII.
Az igénybevételhez vezető gondolatmenet XVIII.
Az igénybevételhez vezető gondolatmenet XII.
Elemi igénybevételek
A redukált vektorkettős felbontása I.
A redukált vektorkettős felbontása II.
Húzó (nyomó) igénybevétel
Nyíró igénybevétel
Hajlító igénybevétel
Csavaró igénybevétel
Az igénybevételek időbeli változásának típusai Sztatikus Ismétlődő Dinamikus
A feszültség
A húzófeszültséghez vezető gondolatmenet I.
A húzófeszültséghez vezető gondolatmenet II.
A húzófeszültséghez vezető gondolatmenet III.
A húzófeszültséghez vezető gondolatmenet IV.
A húzófeszültség értelmezése
A csúsztatófeszültséghez vezető gondolatmenet I.
A csúsztatófeszültséghez vezető gondolatmenet II.
A csúsztatófeszültség értelmezése
A feszültségek típusai (összefoglalás)
Húzó (nyomó) Csúsztató
Makroszkopikus alakváltozások
Nyúlás I.
Nyúlás II.
Nyúlás III.
Nyúlás IV.
Elcsavarodás I.
Elcsavarodás II.
Elcsavarodás III.
Elcsavarodás IV.
Lehajlás I.
Lehajlás I.
Lehajlás II.
Lehajlás III.
Fajlagos alakváltozások
Deformáció I.
Deformáció II.
x
l x l x
Szögtorzulás I.
Szögtorzulás II.
xy
l y l x
l x l y
Főbb anyagmodellek Rugalmas Képlékeny Rugalmas — képlékeny
Tönkremeneteli feltételek
Maradjon a test rugalmas állapotban (
R p 0,2
) Az alakváltozás legyen reverzibilis (
R eH
) Az anyag maradjon egyben (
R m
)
SZTATIKUS IGÉNYBEVÉTELEK SZILÁRDSÁGI JELLEMZÉSE
Sztatikus terhelés-idő függvény
Tönkremenetel sztatikus terhelés hatására
(J.2.3., J.2.4., S.2.3.)
A szakítódiagram
Rideg, szívós és képlékeny anyagok szakítódiagramja
Statikus szilárdsági anyagjellemzők
Szakító szilárdság:
R m
( régi jele:
B
) [MPa, N/mm 2 ] Folyáshatár:
R eH
( régi jele:
F
) Rugalmassági határ:
R p 0,2
( régi:
E
) [MPa, N/mm 2 ] [MPa, N/mm 2 ] Szakadási nyúlás:
A
Keménység:
H HB
,
H HRV
,
H HRC
[MPa] [%] Szívósság (fajlagos ütőmunka):
K CU
,
K CV
[J/m 2 ]
Rugalmassági paraméterek
S.1.15. (20.o.) Rugalmassági modulus:
E
[MPa] (
= E
) Csúsztató rugalmassági modulus:
G
[MPa] ( t
= G
) Poisson szám
m
[-] Poisson tényező n [-]
Az alaktényező
S.2.10-17. (27-28.o.), R/M TB 3-6 (42-44.o.)
Az alaktényező származtatása I.
Az alaktényező származtatása III.
Az alaktényező származtatása IV.
Az alaktényező származtatása V.
Az alaktényező meghatározása
S.2.10-17. (27-28.o.), R/M TB 3-6 (42-44.o.)
DINAMIKUS IGÉNYBEVÉTELEK SZILÁRDSÁGI JELLEMZÉSE
A dinamikus igénybevételek terhelés-idő függvénye
Dinamikus terhelési tényező (
J. 2.3. (20.o.), R/M T 3-5 (42.o.)
d )
Tényl
=
d
ISMÉTLŐDŐ IGÉNYBEVÉTELEK SZILÁRDSÁGI JELLEMZÉSE
Ismétlődő igénybevételek terhelés idő függvénye
Tönkremenetel ismétlődő terhelés hatására (kifáradás)
(J.2.5., J.2.6., J.2.7., S.2.1., S.2.2., S.2.4.)
A Wöhler-görbe
A Smith-diagram
S.2.1 7. ábra, R/M TB 3-1
A Smith diagram származtatása I.
S.2.1 7. ábra, R/M TB 3-1
A Smith diagram származtatása II.
A Smith diagram származtatása III.
A Smith diagram származtatása IV.
A Smith diagram származtatása V.
A Smith diagram származtatása VI.
A Smith diagram származtatása VI.
A Smith diagram származtatása VII.
A Smith diagram származtatása VIII.
A Smith diagram származtatása IX.
A Smith diagram származtatása X.
A Smith diagram származtatása XI.
A Smith diagram származtatása XII.
A Smith diagram származtatása XIII.
A Smith diagram származtatása XIV.
A Smith diagram szerkesztése I.
S.2.1 7. ábra, R/M TB 3-1
Adott mennyiségek
[S.2.4. (32.o.), R/M TB 3-11 (48.o.)] Folyáshatár
R
eH Tiszta lengő igénybevétel határfeszültsége v Tiszta lüktető igénybevétel határfeszültsége r
A Smith diagram szerkesztése II.
A Smith diagram szerkesztése III.
A Smith diagram szerkesztése IV.
A Smith diagram szerkesztése V.
A Smith diagram szerkesztése VI.
A Smith diagram szerkesztése VII.
A Smith diagram szerkesztése VIII.
A Smith diagram igénybevétel-függősége
S.2.1. (31.o.), R/M TB 3-1 (36-38.o.)
A Smith diagram használata
S.2.1 7. ábra, R/M TB 3-1
1. A terhelés—idő függvény felvétele
2. A Smith diagram felvétele
3. A közepes feszültség vonalának bejelölése
4. A terhelés szélső értékeinek bejelölése
5. A fáradt törés veszélyének megítélése A szerkezet tönkremegy
6. A fáradt törés veszélyének megítélése A szerkezet ép marad
Gépalkatrészek kifáradási határát csökkentő tényezők
Mérettényező (b
1
)
[S.2.1. (31.o.), R/M TB 3-11 (48.o.)]
Érdességi tényező (b 2 )
S.2.2. (31.o.), R/M TB 3-11 (48.o.)
A számított feszültséget módosító tényezők
Érzékenységi tényező (
h
k )
S.2.3. (31.o.)
Az érzékenységi tényező származtatása
Az érzékenységi tényező származtatása
Az érzékenységi tényező származtatása
Érzékenységi tényező meghatározása
S.2.3. (31.o.)
A gátlástényező (
b k
)
J.2.7. (27.o.)
A gátlástényező származtatása
tényl
max
átl
átl
tényl
max
tényl
max
h
k
k
átl max
A gátlástényező meghatározása
J.2.37.
, 2.38. ábra (27.o.)
ANYAGVÁLASZTÉK
Főbb acélfajták felhasználási területe és tulajdonságai
R/M TB 1-1 (1. o.)
Ötvözetlen szerkezeti acélok
S.1.2. S.1.3. (8-9. o.)
Betétben edzhető és nemesíthető acélok
S.1.6. (12-15. o.), S.1.7. (16.o.)
Korrózióálló acélok
S.1.8. (16-17.o.), S.1.9. (18-19. o.)
Egyéb szerkezeti anyagok felhasználási területe és tulajdonságai Öntöttvasak
S.1.10-13. (19-20. o.) R/M TB 1-2 (5-7. o.)
Színes- és könnyűfémek (alumínium, réz, bronz)
R/M TB 1-3 (8-9.o.)
Műanyagok
R/M TB 1-4 (10-11.o.)
Leggyakrabban használt szerkezeti anyagok S 235 (A 38)
R eH =235 MPa Szokásos acél a gépészeti és fémszerkezeti célokra, mérsékelt igénybevételekhez Jól alakítható Általános célokra
E 295
R eH =295 MPa Jól megmunkálható Közepes igénybevételekhez igen alkalmas Tengelyekhez, csapszegekhez, stb.
A BIZTONSÁGI TÉNYEZŐ
A biztonsági tényező fogalma J.2.3.
(17-18.)
A biztonsági tényező számítása statikus terhelés esetén
J.2.2. (18.o.), R/M TB 3-14 (51.o.) A géprész jelentősége
n
1 =1,2 -1,7 A gyártás módja
n
2 =1,1 -1,4 A z anyag vizsgálata
n
3 =1,05 -1,2 A számítások pontossága
n
4 =1,1 -1,3 A kivitel minősége
n
5 =1,1 -1,3
n=n
1
n
2
n
3
n
4
n
5
Ajánlások a biztonsági tényező meghatározására
Biztonsági tényező ismétlődő igénybevételek esetén
tényl
módosított
b
1
b
2
Smith
1 h
k
1
átl
tényl
b
k
átl n ism
1
b
1 h
b
2
k
1
Smith
átl n ism
b
1 b
b
2
k
Smith átl
A biztonsági tényező számítása a Smith diagram alaján
J.2.8. (28.o.)
A biztonsági tényező számítása változatlan középfeszültség esetében
A biztonsági tényező számítása arányos terhelésállapot-növekedése esetében
A SZILÁRDSÁGI MÉRETEZÉS FŐBB SÉMÁI
Méretezési célok
A tönkremenetel elkerülése (Méretezés megengedett feszültségre) névl meg A felület károsodásának elkerülése (Méretezés palástnyomásra)
p
p
meg Alakváltozás korlátozása (Méretezés lehajlásra, elcsavarodásra)
f
f
meg Tervezett üzemidő elérése (Méretezés élettartamra)
t
t
meg
Hagyományos méretezési eljárások
Ellenőrzéses módszer
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
A konstrukció felvétele Fő méretek becslése Igénybevételek meghatározása Veszélyes helyek kikeresése Feszültségek kiszámítása a veszélyes helyeken Elvárt biztonsági tényező meghatározása Anyagválasztás Megengedett feszültségek meghatározása Ellenőrzés Nemteljesülés esetén méretek módosítása, újraszámolás Műhelyrajzok elkészítése
Direkt méretezés
1.
2.
3.
A konstrukció felvétele Igénybevételek meghatározása Veszélyes helyek kikeresése 4. A veszélyes helyek meghatározása a névl 5.
geometriai meg méreteinek feltétel alapján.
Ellenőrzés más feltételekre ill. más helyekre 6.
Nemteljesülés esetén méretek módosítása, újraszámolás 7.
Műhelyrajzok elkészítése
A mértékadó (redukált) feszültség meghatározási módjai
Redukált feszültség Huber— Mieses — Hencky szerint
Méretezési előírások, ajánlások
Ajánlott tűrések
Ajánlott illesztések alaplyukrendszerben
MKS.6.3. (126-129.o.)
Ajánlott felületi érdességek
R/M TB 2-12 (35.o.)