REZISTENCA NË PRERJE Zakonisht, rezistenca në prerje e çdo materiali përcaktohet si ngarkesa për njësi sipërfaqeje, ose sforcimi maksimal që mund të mbajë materiali para se.

Download Report

Transcript REZISTENCA NË PRERJE Zakonisht, rezistenca në prerje e çdo materiali përcaktohet si ngarkesa për njësi sipërfaqeje, ose sforcimi maksimal që mund të mbajë materiali para se.

REZISTENCA NË
PRERJE
Zakonisht, rezistenca në prerje e
çdo materiali përcaktohet si
ngarkesa për njësi sipërfaqeje, ose
sforcimi maksimal që mund të mbajë
materiali para se të pësojë
shkatërrim në prerje.
“Shkatërrimi
në prerje”
mundtë
të
Kur
forcat
veprojnë
në
kahe
Bulonat mund të përdoren për të
sjellë ndër
mend bulonat në
kundërta…
lidhur pllakat:
konstruksionet metalike.
Si ndodh shkatërrimi?
Çdo bulonë është prerë më dysh.
Nëse
forcat
prerëse
shkaktojnë
Forca
prerëse
T
vepron
në
drejtim
Sforcimi tangencial i brendshëm, τ,
këputjen,
atëherë
sforcimi
paralel
me sipërfaqen
A
shprehet
si
raporti
i forcës prerëse
T
tangencial
që arrihet,
τf, quhet
me sipërfaqen
e shkatërrimit
A mbi të
cilën vepronnë
kjoprerje
forcë.e materialit.
rezistenca
Për pasojë forcat Tprerëse janë ato
τ
të cilat shkaktojnë
A shkatërrim në
prerje.
Sipërfaqe
A
Forca
Prerëse
që vepron
mbi
Meqënëse
forca
prerëse
T planin
veprone
shkatërrimit
kundërveprohet
nga
paralel me planin
e shkatërrimit,
qëndrueshmëria
e materialit.
rezistenca
e brendshme
e materialit
që e kundërvepron këtë forcë
konsiston në forcën e fërkimit të
brendshëm, F.
për
të mposhtur
forcën
enjë
fërkimit,
Mbledhja
ekëndit
vektorëve
jep
vektorin
iengarkesës
së
trupit,
Tangentja
tëmbi
fërkimit,
WmeF
qëVektori
duhet
të
veprojë
trup
rezultant,
R ku
i pingul
cili
vepron
me
një
kënd

duke
shkaktuar
zhvendosjen
e
trupit.
mbi planin
është
vendosur
trupi
vepron
me
planin
jepet
nga
raporti
i
F
me
W
që
njihet
peshë, W
ndaj shkatërrimit.
drejtimit
vertikal.
Problemat
që
lidhen
me
forcën
e
edhe si koeficienti i fërkimit μ.
fërkimit në mekanikë përcaktojnë
forcën prerëse, T
W

W
REZISTENCA NË
PRERJE NË DHERA
Nëse ushtrohet
ngarkesa:
Zgjedhim
një element
dheu nga
shtresa e dheut:
Sipërfaqja
Ngarkesa e materialit që i
nënshtrohet shkatërrimit në prerje
nuk është gjithmonë paralel me planin
Element dheu
e
shkatërrimit.
Shtresa
e dheut
Shkëmb
σ1
Ngarkesa shkakton një sforcim mbi
Ky është boshti kryesor i sforcimit,
elementin që transmetohet ndërmjet
σ1 si pasojë e veprimit të ngarkesës.
kokrrizave të dheut.
σ1
σ2
σ3
σ3
σ2
σ1
Elementi
Përderisa
që shtypet
dheu
konsiderohet
vertikalisht
izotropik,
dodo
tentojë
Materiali
poshtë
elementit
të
sforcimet
zgjerohet
anësore
horizontalisht
do
jenë
të
duke
njëjta
shkaktuar
në
të
kundërveprojë
me
një
sforcim
me
të
kundërveprimin
gjitha drejtimet,
e dheut
praqë
σ2e= rrethon
σ3 duke me
njëjtën
madhësi
drejtim
σ1 por
me
sforcimet
thjeshtuar
σ2 dheparaqitjen
σ3dhe
në dy
drejtimet
në vetëm
e
dytjera
kahdimensione.
të kundërt.
kryesore.
Dheu
i
nënshtrohet
shkatërrimit
në
prerje
Në
dherat
Forca
Që
kjo
e
kohezivë,
të
fërkimit
ndodhë,
në
përveç
një
planin
plan
forcës
e
Si
lidhet
sa
thamë
me
kur një pjesë e tij zhvendoset në raport me
së
shkatërrimit
shkatërrimi
fërkimit
SHKATËRRIM
në
mposhtet
qëndrueshmëri
lindtjetër.
në
NË
brendësi
PRERJE!
nga
forcat
ndikon
të e
pjesën
SHKATËRRIMIN
NË
PRERJE?
elementit
edhejashtme:
kohezioni,
të dheut.
C
σ1
2-D
Θ
σ1
Sforcimi
Tangencial
në
shkatërrim,
τf,
1.
Prova
e
kutisë
prerëse
Dy
prova
laboratorike
kryesore
në
Këndi sforcimi
i fërkimit
të brendshëm,
është
i nevojshëm
për të 
dhera
janë emë
të përdorshmet
për
2.
Prova
triaksialit
mposhtur
forcën
e
fërkimit
(dhe
përcakton
rezistencën
në
prerje
dhe
kohezionin)
në sipërfaqen
e planit
përcaktimin
e parametrave
tëtë
është një ndër
parametrat
e saj.
shkatërrimit
(Rezistenca
në
Prerje).
rezistencës në prerje:
σf
Θ
τf

Rf
PROVA E KUTISË PRERËSE
Mund të kryhet mbi lloje të
ndryshme dherash, të lagur ose
të thatë.
Përcakton sforcimin tangencial në
planin e shkatërrimit për vlera të
ndryshme të sforcimit vertikal.
Plani i shkatërrimit është paralel me
drejtimin e forcës.
PROVA E KUTISË PRERËSE
Kutia
prerese
Matesi i
zhvendosjeve
vertikale (uljeve)
Unaza qe mat
forcen prerese
Vendi ku vendosen
ngarkesat vertikale
PROVA E KUTISË PRERËSE
Një
ngarkesë
normale
(90
me
Më
pas
pjesa
e
sipërme
dhe
esa
Kjo
prerje
ndodh
sipas
një
plani
Kutia
prerëse
përbëhet
ebaza
nga
3
pjesë:
Forca
horizontale
rritet
deri
Kampioni
i pjesa
përgatitur
vendoset
në
dhe
një
piston
i sipërme
forcës
normale
drejtimin
horizontal)
ushtrohet
poshtme
shtyhen
në
drejtime
horizontal
në ndahet
mes
të më
kampionit:
kampioni
të
dysh:të
kutinë
prerëse.
mbi
kampion.
kundërta
Procëdura përsëritet dy ose më shumë
herë duke rritur ngarkesën vertikale.
PROVA E KUTISË PRERËSE
Procedura e proves
P
Gurret
poroze
S
Unaza qe mat
forcen prerese
Hapi 1: Ushtrojme ngarkesen vertikale mbi kampion dhe presim qe ai te
konsolidohet (ngjishet)
PROVA E KUTISË PRERËSE
Procedura e proves
P
Gurret
poroze
S
Unaza qe mat
forcen prerese
Hapi 1: Ushtrojme ngarkesen vertikale mbi kampion dhe presim qe ai te
konsolidohet (ngjishet)
Hapi 2: Kutia e poshtme i nenshtrohet nje zhvendosjeje horizontale me shpejtesi
konstante
PROVA E KUTISË PRERËSE
Kjo nënkupton
se dimensionet
plani i
Në standardet
e ASTM,
e
brendshme ka
të kutisë
prerëse
shkatërrimit
një sipërfaqe
përcaktohen 60x602 mm.
prej 3600 mm .
Forca prerëse në shkatërrim (maksimale) dhe
forca normale, në njësitë Njuton,
pjesëtohen me sipërfaqen e planit për të
përcaktuar sforcimin tangencial në
shkatërrim dhe sforcimin normal në MPa.
Për këtë arsye, rezistenca në prerje
Forca
Rezistenca
prerëse
në përcaktohet
e
prerje
nevojshme
e dheut
përnuk
të
e
dheut
nga
prerë
është
kampionin
konstante
rritet
por varet
në varësi
nga
parametrat
e rezistencës
në
sforcimet
të forcës
normale.
prerje:normale.
(c,).
PROVA E KUTISË PRERËSE
Sforcimi tangencial,
τ (kPa)
Duke
hedhur
në e
grafik
sforcimet
tangenciale
kundrejt
atyre
Duke
zgjedhur
një
vijë
që i me
përafrohet
më
shumë
pikave:
Pikëprerja
drejtëzës
boshtin
e
τ
përcakton
Ekuacioni
i
vijës
së
Coulomb-it
në
Këndi që kjo drejtëz formon
me drejtimin horizontal
normale:
vlerën
e kohezionit,
c të
dheut.
shkatërrim
është:
τ
=
c
+ σindheut,
tg . .
është
këndi
i
fërkimit
të
brendshëm
Përcaktohet Vija e Coulomb-it
f
Prova e parë
Prova e dytë
Prova e tretë
τf
τf

τf
c
Sforcimi Normal, σn(kPa)
Sforcimi tangencial
PROVA E KUTISË PRERËSE
Rera me
dendesi te larte
tf
tf
Rera me
dendesi te ulet
Zhvendosja horizontale (mm)
Sforcimi tangencial
PROVA E KUTISË PRERËSE
Sforcimi vertikal= s3
Sforcimi vertikal= s2
tf3
tf2
tf1
Sforcimi vertikal= s1
Sforcimi tangencial
Zhv. horizontale
Vija e Mohr – Coulomb

Sforcimi vertikal, s
PROVA E KUTISË PRERËSE
t
Ne dherat me kohezion, rezistenca ne prerje perbehet
nga dy komponente: kohezive dhe e ferkimit
t f  c's ' f tan  '
tf
’
c’
s’f tan ’
Komponenti i
ferkimit
c’
s’f
s'
PROVA E TRIAKSIALIT
Kryhet për të gjitha llojet e dherave,
të lagur ose të thatë dhe mund të
konsolidojë kampionin si në
gjendjen in-situ në varësi të
presionit të ujit në pore.
Mat sforcimin vertikal të ushtruar mbi
kampion si dhe sforcimin anësor.
Sforcimi tangencial në planin e shkatërrimit
duhet llogaritur nga sforcimet kryesore
PROVA E TRIAKSIALIT
Kampioni
vendosetformohen
brenda
Kampionë
nga
Në
fillim cilindrikë
përcaktohen
peshanjë
dhe
mbështjelljeje
plastike.
dheu
i nxjerrë
nga shtresa.
përmasat
e (cipe)
kampionit.
Gjatësia h
diametri
PROVA E TRIAKSIALIT
Pasi
celula
të
mbushet
medrenim,
ujë,
valvola
ajrit
mbyllet
Për
provën
me
valvola
eeshkarkimit
Uji
lejohet
të drenim
futet
në
celulë
nga
valvola
e
Më
pas
celula
e
qelqit
vendoset
sipër
Kampioni
vendoset
në
mbështetjen
në
Për
provën
pa
valvola
e
dhe presioni
nëme
celulë
rritet ederi
në të
vlerën
e
furnizimit
dhe
valvolën
ajrit
hapur.
lihet
embyllet
hapur
për
largimin
e ujit.
qendër
të
aparatit.
shkarkimit
është
e mbyllur.
kërkuar
të
provës.
dhe
hermetikisht.
ngarkesa vert.
valvola e ajrit
celulë qelqi
Furnizimi me ujë
për persionin në
celulë .
matësi i
cipë plastike
drenazhimit
ose
kampioni
presionit
të ujit të
poreve
disk poroz
PROVA E TRIAKSIALIT
Më Por
pas
një
ngarkesë
boshtore
vertikale
ushtrohet
mbi
Qëllimi
i
punës
është
të
simulohen
sforcimet
Sforcimi
Kryesor,
σ
,
është
shuma
e
si
mund
të
llogaritim
τ
dhe
σ
Efekti
i
presionit
të
qelizës
mbi
Presioni
në celulë,
σ3, sforcimet
1njihet ndryshe
f
fsi
kampionin
duke
krijuar
shtypëse
ose
që përjeton
kampioni
nëpresionin
terren (në
Christian
Otto
Mohr:
sforcimit
të
shtuar
me
në
sforcimin
shtesë
∆σ
:
kampion
ilustrohet
më poshtë:
Sforcimi
Dytësor.
nga
σcelulë:
shtresë).
1 dhe σ3 ?
∆ σ
σ3
σ3
σ1  Δσ  σ3
σ3
Pamje planare
e kampionit
∆ σ
Pamje anësore
e kampionit
PROVA E TRIAKSIALIT
Herr Mohr lindi në Gjermani më 1835
për
çdo
material,
dhe ishte inxhinier ndërtimi dhe
sforcimet
profesorei brendshme
mirënjohur tangenciale
deri në vitin
dhe normale
që veprojnë
e vdekjes
1918. sipas
Me
fjalë
të
tjera
ai
CILITDO plani brenda materilait,
zbuloi
Rrethin
e
MohrNdërkohë
që mendohej
lidhur
me
shkaktuar
nga sforcime
apo forca
të jashtme
simetrinë e emrit
ittë tij, Otto filloi
mund
të
përcaktohen
duke
përdorur
të luante me vetitë e rrathëve kur
një transformim
trigonometrik
të
zbuloi se:
sforcimeve të jashtme.
PROVA E TRIAKSIALIT
Sforcimi tangencial τ (kPa)
Pika
Prova
kupërfundon
kalonrrethi
tangentja
kur
rrethit
shkatërrimi
Gjatë
provës,
nis ndodh
ngae pika
e σ3 përcakton
dhe mënë
pas
Juprerje
dhe
kujtohet
tëhidhni
ndërtoni
grafiku
një
i Sforcimit
rreth
që
kalon
Tangencial
nëpër
Nëse
σ
dhe
σ
në
boshtin
e
σ
atëherë
keni
përftuar
rrethin
e
Mohr-it!
1
3
n
rezistencën
në
prerje,
τ
dhe
sforcimin
dhe
kur
rrethi
ka
prekur
tangenten
rritet në anën e djathtë me rritjen
e sforcimit
f
Sforcimit
këto
eaksial,
vijës kundrejt
së
normal,
σ3fngelet
. Normal?
e Coulomb-it)
∆σ,shkatërrimit
ndërkohë
që pika
σ(vija
konstant.
τf

c
σ3
∆σ
σ1
∆σσ∆σ
f
σ1
σ1
Sforcimi normal, σn(kPa)
PROVA E TRIAKSIALIT
Nëse
vija
nuk
mund
të
vizatohet
si
tangente
e
të
Kjo
do
të
thotë
se
prova
duhet
të
kryhet
të
Nga
ana
gjeometrike
nevojiten
paktën
dy
Por
si
mund
ta
llogaritim
vijën
e
shkatërrimit
Por
si
mund
të
sigurohemi
se
njëri
prej
tyre
nuk
është
i
Si
në
çdo
provë
laboratorike,
vija
ideale
Një provë
e
tretë
me
presion
tjetër
në
celulë
tredy
rrathëve,
një
përafrim
është i por
pasaktë?
paktën
herë
për
të
njëjtin
material
rrathë
për
të
përcaktuar
një
tangente
që
nga prova e triaksialit?
Sforcimi tangencial, τ (kPa)
me
rrathët)
është
do(tangente
na ndihmonte
tëtreja
konfirmonim
saktësinë
mjaftueshëm
përtë
aq
kohë
sa
një prej
tyre e
nuk
me presione
të
ndryshme
në
celulë.
kalon
te
të
dyja.
vështirë
për
t’u
arritur.
del
jashtë
proporcionit.
e vijës së shkatërrimit.

c
Sforcimi Normal, σn(kPa)
PROVA E TRIAKSIALIT
Nga
marrëdhëniet
trigonometrike
mund
të
Sapo
të
kemi
parametrat
e
rezistencës
në
Pra
rrezja
Rrethit
Mohr-it,
R
është
atëherë
për se
çdo
provë,të
rezistenca
në
Qendra
eeRrethit
Mohr-it∆σ
është
Kujtojmë
sforcimi
i shtuar,
= prerje,
σ1 C:
- sa
σ3, τf
gjendet
lidhja
mes
τfpërcaktojnë
dhe σf duke vijën
përdorur
gjysma
e
diametrit:
prerje,

dhe
c
që
e
dhe
sforcimi
normal,i σ
mund të llogariten.
është
sa
diametri
Rrethit
Mohr-it.
f
këndin e planit
të shkatërrimit, Θ dhe
shkatërrimit,
vlerat e σ1 dhe σ3
Sforcimi tangencial,, τ (kPa)
σ1  σ 3
R
2

σ1  σ 3
C
2
kampioni
Θ
plani i
shkatërrimit
c
C
Θ
σ3
R
R
σ1
Sforcimi Normal, σn(kPa)
PROVA E TRIAKSIALIT
Përcaktojmë
pikat
në
figurë:
ABC
=
90
pra
ACB
=
90

DBC

 EFB = 90 – Θ & BCF =180 –dhe
2(90Θ) ==2Θ
DCB = 180 – 2Θ = 90 - 
Sforcimi tangencial, τ (kPa)

Nga nxjerrim: θ  45 
2

B
τf

A
c

O
E
2Θ
Θ
σ3
D
σf
σ1  σ 3
2
σ  σ3
C 1
2
R
C
F
σ1
Θ
Sforcimi Normal, σn(kPa)
PROVA E TRIAKSIALIT
duke përdorur
Θ dhe
vlerat
e σ1 &të
σ3 gjendet
për çdo provë,
τf
Pra…
duke
njohur

mund
Θ
dhe
Nëdhe
DBC,
brinja
BD
është
sa
τ
.

Në
DBC,
brinja
DC
=
Rcos(180-2Θ)
f
σf mund të llogariten për çdo provë.
1 C + Rcos(2Θ)
 σf = C – Rcos(180-2Θ)
ose

t f  Rsin180  2θ   σ1  σ3 sin2θ
Shear Stress, τ (kPa)
2
1
t f  σ1  σ3 sin2θ (Eqn. 4.3)
2
1
1
s f  σ1  σ3   σ1  σ3 cos2θ (Eqn. 4.4)
2
2
B
τf

A

c
O
E
2Θ
Θ
σ3

2
σ  σ3
R 1
2
σ  σ3
C 1
2
θ  45 
D
σf
C
F
σ1
Θ
Normal Stress, σn(kPa)
PROVA E TRIAKSIALIT
Shear Stress, τ (kPa)
BC
 sin 
AC
sin  
AC  AO  OC  c  cot  
σ1  σ 3
BC  R 
2
s1  s 3
2
c  cot  
τf
2
A
O
E
2Θ
Θ
σ3
D
σf
C

2
σ  σ3
R 1
2
σ  σ3
C 1
2
θ  45 


2
s1  s 3
B
c
s1  s 3
F
σ1
Θ
Normal Stress, σn(kPa)
PROVA E TRIAKSIALIT
(1  sin  )
(cos  )
s1  s 3
 2c 
(1  sin  )
(1  sin  )
Shear Stress, τ (kPa)
(1  sin  )

2
 tan (45  )
(1  sin  )
2
(cos  )

 tan( 45  )
(1  sin  )
2
B
τf

A

c
O
E
2Θ
Θ
σ3

2
σ  σ3
R 1
2
σ  σ3
C 1
2
θ  45 
D
σf
C
F
σ1
Θ
Normal Stress, σn(kPa)
PROVA E TRIAKSIALIT
Shear Stress, τ (kPa)




s 1  s 3  tan  45    2c  tan  45  
2
2


2
B
τf

A

c
O
E
2Θ
Θ
σ3

2
σ  σ3
R 1
2
σ  σ3
C 1
2
θ  45 
D
σf
C
F
σ1
Θ
Normal Stress, σn(kPa)
PROVA E TRIAKSIALIT
Shear Stress, τ (kPa)
Ndersandodh
presionet
e jashtme
rriten,
presionitei
Cfare
kur
uji
i
poreve
nuk
lejohet
Tipikisht,
sforcimi
shtese
eshte
konstant
per
Dhe
kohezioni
pa
drenim,
c
do
jete
i
njejte
Prandaj
vija
e
shkaterrimit
eshte
tipikisht
Sforcimi
normal,
σ
per
cdo
prove
do
jete
u
f (qe vepron ne drejtimin e
brendshem
i poreve
largohet
(prova
PA
DRENIM)?
per
secilin
presion
te
celules.
per
secilen
prove
dhe
i
me
horizontale
dhe
barabarte
= 0.e balancon
σ
+
c
kundert
me
sforcimet
e
jashtme)
u
3
u
Te gjitha simbolet qe perdoren ne
rezistencen
ne
prerje,
τf
(dhe zhduk)
kete
efekt.
Te gjitha
simbolet
qe
perdoren
ne
proven ME DRENIM shprehen
proven
PA
DRENIM
shprehen
si…σ
’,σ
’,σ
’
dhe
t
’
qe
tregojne se
(Rezet
jane
te
njejta)
1 3 f
f
si…σ
tf qe
se jane
1,σ3,σne
f dhe
merren
terma
te tregon
SFORCIMEVE
ne terma
SFORCIMESH
TOTALE
EFEKTIVE
dhe parametrat
e
dhe
parametrat
e rezistences
ne si
rezistences
ne prerje
shenohen
prerje shenohen
(’,c’).si (uu,cu)0
cu = τf
σf
σf
σf
Normal Stress, σn(kPa)