Vzvojna napetost v kvadratni cevi

[tadej p.]

Pozdravljeni,

Prosim za pomoč pri poteku sledečega izračuna:

Za dvostransko fiksno vpet nosilec - kvadratno cev a=60mm, t=4mm l=1060mm (recimo 1.0045), na katero v sredini deluje moment 2037Nm moram izračunati največjo vzvojno napetost. Ročica je 155.62mm. Če je kdo pri volji za zapis poteka enačbe mu bom izredno hvaležen.

Moja dodatna vprašanja:
- kako se najlažje izračuna vzvojni odpornostni moment za takšno cev? Kraut nima podane enačbe
- Ali je VZVOJNI MOMENT enostavno ta, zgoraj podani moment, le v Nmm? Ali je potrebno ročico
za izračun podvojiti?
- Lahko rezultat takšnega izračuna enostavno uporabim primerjalno z dopustno napetostjo pri nategu, strigu ali obstaja pretvorba

Hvala vnaprej za pomoč

[Žerjavar]

Prilagam izrezke iz poglavja torzija v priročniku Dubbel leta 1970-

Torzija.11.jpg (17.63 KiB) Videno 4551 krat

Torzija.12.jpg (24.54 KiB) Videno 4551 krat

Torzija.13.jpg (9.94 KiB) Videno 4551 krat

[Žerjavar]

Še to.

[tadej p.]

Žerjavar, najlepša hvala za namige.
Še vedno nekoliko tavam. Podobno tabelo sem našel tudi v Krautu ampak si ne predstavljam popolnoma. Nekoliko sem raziskoval in prišel do naslednjega.

https://studentski.net/gradivo/ulj_fgg_gr1_jkk_sno_precni_prerezi_01

škatlasti prerezi - torzija.png (56.7 KiB) Videno 4405 krat

calc tor1.png (132.06 KiB) Videno 4405 krat

calc tor 2.png (98.72 KiB) Videno 4405 krat

Bi lahko formula na dnu bila dejansko ustrezna? Seveda moram prilagoditi rezultat na vzvoj, ki deluje na sredini nosilca..

[tehnik]

Vztrajnostni moment: Ix=a^4/12 - b^4/12= 60^4/12 - 52^4/12= 470698mm4 (katalog cevi: 435500mm4)
Odpornostni moment: Wx=Ix/(a/2)= 470698/30= 15690mm3 (katalog cevi: 14520mm3)
Max torzijska napetost: TAU max.= T/Wx= 2037000/15690= 129,8N/mm2

Za materijal 1.0045 je Rm= 470-630N/mm2 (debelina od 3 do 100mm). Izberem 470N/mm2
Sigma dop.= Rm/gama = 470/1.8= 261N/mm2 (gama=1.8 za mirno obremenitev)
Dopustna napetost za torzijo: TAU dop.= 261 x 0,6 = 156,7 N/mm2 > 129,8 N/mm2.

Če pa vzameš podatke iz kataloga je TAU max.= 140,3N/mm2 < TAU dop.

[Žerjavar]

Vztrajnostni moment: Ix=a^4/12 - b^4/12=

Edino vprašanje je o torzijski napetosti. Čemu računaš upogibni I in W? Za račun torzijske napetosti si uporabil upogibni W, od kod in kaj je T pa nisem pogruntal.
Račun je enostaven: Uvajani Mt se deli na polovico in se prenese na obe vpetji. Torzijski Wt = 2* Asr * t = 2* 3136 *4. Torzijska napetost = Mt / Wt= ... = približno 4 kN/cm2

[tadej p.]

Najlepša hvala obema za razlago. Nisem se takoj odzval ker se ukvarjam z razčlenitvijo dejavnikov, ki bi še utegnili vplivati na končne zahteve.

Če sta na volji - Imam še vprašanje glede varnostnih količnikov. Obstaja praksa, smernice za določanje le teh za potrebe splošne strojegradnje, avtomobilske industrije, aeronavtike,.. glede na pričakovano obremenitev? KSP ima sicer za nekaj materialov podane dopustne obremenitve za mirno, utripno in izmenično obremenitev. Kaj pa ostali? kako si recimo Tehnik prišel do končnega količnika 1.8 za mirno obremenitev. Kje bi lahko prebral kaj o tem, da bom dojel? V mojem primeru gre sicer za izmenično obremenitev vlečne naprave za osebno vozilo.

Vsem se zahvaljujem za vse razlage in potrpljenje.
Mimogrede, gre za študijski projekt, ne kakšno profitno dejavnost.

[Žerjavar]

Imam še vprašanje glede varnostnih količnikov.

Treba je ločiti med varnostjo pred rušitvijo (prelom, pretrganje, ..) in varnostjo trajne deformacije (ukrivljenje, ...) Vedno je treba upoštevati aktualni predpis za posamezen namen.

[tehnik]

Material 42CrMo4 je za poboljšanje, dobi se ga v "surovem" ali poboljšanem stanju.
Rm 1100 MPa je zgornja meja za poboljšan material in velja za manjše premere (fi 16 mm), v praksi 900 - 1000 MPa.

Tako je potem dop. napetost za nateg/tlak:

Sigma dop = Rm / gama

gama = faktor varnosti oz. neznanja, ki je:

pri mirni obremenitvi 1,6 do 2
pri utripni obremenitvi 2,2 do 2,5
pri nihajni obremenitvi 2,8 do 4

Upogib:

Sigma f dop = (1 do 1,2) * Sigma dop

Strig:

Tau s dop = 0,8 * Sigma dop

Torzija:

Tau t dop = 0,6 * Sigma dop

To je princip računanja na Sigma dop(koncept dopustnih napetosti), sicer se pa po EC računa na projektne napetosti (koncept mejnih vrednost).

Sicer pa se vidi, da je za računanje polno nekih faktorjev od do, katere vzameš je stvar izkušenj, poznavanje materiala, poznavanje zmožnosti kvalitete izdelave, poznavanje uporabe in obremenitev izdelka ter nenazadenje stvar poguma. Več poguma, manj materiala in manj poguma, več materiala.

LP

[tadej p.]

Še nekaj me zanima.

Pri sledečem primeru imam kombiniran vzvoj in nateg. Pri preračunu sem uporabil primerjalno napetost torzije in upogiba po Von Mises ampak res nisem gotov ali je bilo primerno, da sem pri tem uporabil samo večjo komponento upogiba po osi X, ali bi nekako moral upoštevati obe komponenti..

Je sicer sledeči potek nekako pravilen ali sem ga kje res močno užgal?
Hvala

[vili]

jaz bi to naredil v kakem FEM-u..., zadeva je kar kompleksna...

daj gor model, da se malo poigram..., pa, da vidim kaj bo vrglo ven...

[grega09]

Kdo je to snoval? Ali sam in moraš še poračunati in gre v izdelavo ali samo računaš ali pa delaš projekt za faks?

Da se malo vmešam, preden greste v FEM, bi bilo dobro detajle na papirju razrešiti na 90%. Dobro je prej rešiti nekaj osnov, preden se vili matra v FEM-u. Ali pa naj pove kako bo modeliral pločevino na pločevino. Sem firbčen...

Tistole vpetje srednje cevi na glavno dolgo cev bi se dalo bolj elegantno rešiti in z manj kosi, pa lepše bi bilo potem za poračunati. Lepše pomeni bolj ziher rezultate in ne nekih neznank pri šlosarskih packarijah.
Pa pločevina na kateri imaš privarjeno kroglo je tudi čisto kontra zasnovana v celoti od idealne za prenos upogibnih obremenitev.

[vili]

grega:

ne bo neko hudo matranje, bom zavrtel po MKE in to je to, enkrat proti večeru ali jutri..., pa naj še kdo...

[grega09]

Saj vem da ne bo matranje, samo po vsej verjetnosti boš narobe naredil preračun... Še posebej če se ne boš matral.

[vili]

grega:
me boš potem ti popravil, , če ga bom zasral...