radna, kritična i granična opterećenja elemenata mašinskog ... · • odnos najvećih napona u...
Post on 29-Aug-2019
256 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Radna, kritična i granična
opterećenja elemenata
mašinskog sistema
• Sile i spregovi, toplota, hemijski uticaji, zračenje
i dr. utiču na elemente mašinskog sistema u
toku rada – opterećenje mašinskih delova.
• Posledice:
pojava naponskih, dinamičkih, toplotnih,
strukturnih i drugih stanja u mašinskim
delovima.
• Pokazatelji ovih stanja:
Naponi,
Deformacije i njihove učestanosti,
Vibracije,
Temperatura,
Hemijske promene,
Promene sastava materijala ...
• Kritično stanje: stanje izazvano opterećenjima
u kojima mašinski deo ne može ispravno da
obavlja svoju funkciju.
• Granično stanje: stanje neposredno pre
nastanka kritičnog stanja u kojem mašinski deo
još može da obavlja svoju funkciju.
• Ovim stanjima odgovaraju kritični i granični
naponi, deformacije, temperature, strukturna
stanja i dr.
• Najznačajnija su ona stanja koja prvenstveno
određuju mere mašinskih delova.
Veličina i raspodela radnih napona
u mašinskim delovima
• Za ispravno konstruisanje i ocenu sigurnosti i pouzdanosti mašinskih elemenata protiv pojave kritičnih napona, neophodno je poznavati:
veličine i raspodelu napona na kritičnim mestima delova,
način promene napona u toku rada i
broj ciklusa promene napona u predviđenim radnom veku.
Nominalni i stvarni naponi
• Veličine i raspodele napona u mašinskim
delovima zavise od:
veličine i vrste opterećenja,
veličine i vrste naprezanja i
oblika mašinskog dela.
• U delovima sa promeljivim presecima naponi
su neravnomerno raspoređeni, a najveći
naponi su znatno veći od nominalnih.
• Odnos najvećih napona u nekom preseku
(max ili max) prema nominalnom naponu (
odnosno ) predstavlja geometrijski faktor
koncentracije napona k:
max
k
maxk
k zavisi od vrste naprezanja,
veličine preseka i intentiteta
promene preseka.
Koncentracija napona je najveća
pri zatezanju, a najmanja pri
uvijanju.
Koncentracija napona u delu kružnog preseka sa prstenastim
žlebom: 1) pri zatezanju; 2) pri savijanju; 3) pri uvijanju
Porast intenziteta promene preseka, porast dubine žleba pri
istom poluprečniku zaobljenja ili smanjenje poluprečnika
zaobljenja pri istoj dubini žleba – povećava se faktor
koncentracija napona. Važi za naponska stanja do granice
elastičnosti.
• Proces razaranja sadrži i fazu plastičnosti u kojoj se naponi ravnomernije raspoređuju pa je krajnji efekat promene preseka delova manje nepovoljan nego u oblasti elastičnosti. Pokazatelj ovog uticaja je efektivni faktor koncentracije napona k:
1 1k k k
k = (1,4...0,8)·10-3·Rm – faktor osetljivosti čelika na
koncentraciju napona.
Za čelike manje Rm usvojiti veće vrednosti, a za
čelike veće Rm manje vrednosti.
Složena naprezanja
• Nastaju istovremenim delovanjem više vrsta
opterećenja na mašinske delove.
• Napon, čije bi dejstvo na kritično stanje odogovaralo
zbiru napona pojedinačnih napona predstavlja
ekvivalentni napon i, odnosno i.
• Za delove izložene savijanju (normalni napon ), i
uvijanju (tangentni napon ), ekvivalentni napon se
izračunava po hipotezi:
22 /i
22 /i
[] i [] – kritični
naponi pri čistom
savijanju i uvijanju
• Ako u kritičnom preseku delova istovremeno
postoje dva istovrsna napona, npr. pri
zatezanju z i pri savijanju s, ekvivalentni
naponi su:
/i z s z s
/i s z s z
Vrste i način promene radnih napona
• Kritična naponska stanja zavise i od inteziteta i
broja promena napona.
• Statički napregnuti delovi – mašinski delovi
u kojima su naponi u toku radnog veka
približno nepromenljivi.
• Dinamički napregnuti delovi - mašinski
delovi koji su u toku radnog veka izloženi
promenljivim naponima. Mogu imati ustaljenu
ili slučajnu (stohastičku) promenu napona.
• Ustaljene promene napona: jednociklusne ili
višeciklusne.
Kod jednociklusnih promena napon se u
radnom veku neprekidno menja po istom
ciklusu.
Osnovne veličine napona, od kojih zavisi
zamor materijala i izdržljivost delova su
intenzitet i smer promene napona
definisanog:
amplitudom a;
najvećim naponom g;
najmanjim naponom d.
/ 2a g d
/ 2sr g d Srednji napon:
Pokazatelj
promene napona: /d gR
Jednociklusne promene napona: jednosmerne – a) sa R>0;
b) R = 0 i v) simetrično naizmenična R = -1
Višeciklusna promena napona
Višeciklusne promene napona - promene napona prema
više različitih ciklusa koji čine blok promena i koji se stalno
ponavljaju u radnom veku mašinskog dela
top related