Sylwester Piekarek

sem. VII SMiUE

OBLICZENIOWA ANALIZA CZĘŚCI MASZYN

ZAD.4A 

Przy założeniu że dwuteownik jest spawany-dobrać grubości blach tak, aby zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji!

1. Dane materiałowe:

Na materiał wybrałem stal stopową 18HGM

• wytrzymałość na rozciąganie Rm=1100 [MPa]

• granica plastyczności              Re=  900 [MPa]

• Wydłużenie względne             A5=0.10

2. Obliczenia wytrzymałościowe:

    k'=z*z0*k

• k' - naprężenia dopuszczalne dla spoiny

• z - współczynnik jakości spoiny. Dla spoiny 

          zwykłej z=0.5

• z0 - współczynnik rodzaju obciążenia i rodzaju  

            spoiny. Dla spoiny pachwinowej z0=0.65 

• k -  normalne naprężenia dopuszczalne materiału

            spawanego. 

k=Re/x

przyjmuję współczynnik bezpieczeństwa x=2

k=900/2

k=450 [MPa]

•  Dopuszczalne naprężenia dla spoiny wynoszą:

k'=0,5*0,65*450

k'=146.25 [MPa]

3. Model obliczeniowy:

4. Wszystkie blachy wykonane są ze stali o grubości

          g=6 [mm]

• wykres przemieszczeń przy stukrotnym zwiększeniu ciśnienia

•  naprężenia przy P=5.81 MPa

    Wartość obciążenia wynosiła 5.81 MPa 

• naprężenia przy nominalnym obciążeniu

  z wykresu wyraźnie widać że przy tym obciążeniu zostały 

  przekroczone naprężenia dopuszczalne.

5. Dwuteownik wykonany z blach o grubości g1=8, g2=6 g3=6

• wykres  przemieszczeń przy stukrotnym zwiększeniu ciśnienia

• naprężenia przy p=4.91 MPa

 Przy kroku czasowym t=0.059 nastąpiło przekroczenie granicy

   plastyczności. 

• Wykres naprężeń przy nominalnym obciążeniu

    naprężenia przekroczyły wartość dopuszczalną. Należy wzmacniać

    dalej konstrukcję, poprzez zwiększanie grubości.

6.Dwuteownik wykonany z blach o grubości g1=8, g2=8 i g3=6

• wykres  przemieszczeń przy stukrotnym zwiększeniu ciśnienia

• naprężenia przy kroku czasowym P=4.91 MPa

    Wyraźnie widać że przy kroku czasowym t=0,059 została 

    przekroczona granica plastyczności materiału. Oznacza to że

    przekroczenie granicy plastyczności nastąpiło po 59-ciokrotnym

    przekroczeniu ciśnienia nominalnego.  

• Naprężenia przy ciśnieniu nominalnym

    Naprężenia przekroczyły wartość dopuszczalną. Widać że wraz 

    ze zwiększeniem grubości środkowej blachy wartość naprężęń

    zmalała o około 10 MPa.

 7. Dwuteownik wykonany z blach o grubości g1=8, g2=6 i g3=8

• wykres  przemieszczeń przy stukrotnym zwiększeniu ciśnienia

• naprężenia przy p=4.90 MPa

• naprężenia przy nominalnym obciążeniu

      Zastosowanie dwóch blach w dwuteowniku o grubości g=8

      w  tym układzie wyraźnie polepszyło wytrzymałość konstrukcji.  

      Naprężenia nieznacznie odbiegają od dopuszczalnych

9. Dwuteownik wykonany z blach o grubości g1=6, g2=8 i g3=8

• Wykres przemieszczeń przy stukrotnym zwiększeniu ciśnienia

• naprężenia przy p=4.91 MPa

• naprężenia przy nominalnym obciążeniu

9.Dwutoewnik wykonano z blach o grubości g=8

• wykres  przemieszczeń przy stukrotnym zwiększeniu ciśnienia

• naprężenia przy p=5.56 MPa

     naprężenia przekroczyły granicę plastyczności przy 66-ciokrotnym

    wzroście naprężenia nastąpiło przekroczenie granicy plastyczności.

• Wykres naprężeń przy nominalnym obciążeniu

     naprężenia dopuszczalne nie przekraczają wartości dopuszczalnych.

10. Podsumowanie:

•  tabela porównawcza