01 a gepelemek tervezesenek alapelvei

Download Report

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.)

KÖSZÖNÖM A FIGYELMET