≡× JÍDELNÍ LÍSTEK

• Interiér
• Okno
• Stěny
• Projekty
• Budovy

Glosář. Klasifikace vnějších zatížení působících na konstrukční prvky. Výkres Druhy zatížení a jejich klasifikace

Síla materiálu. Hlavní úkoly oddílu. Klasifikace zatížení.

Nauka o pevnosti a deformovatelnosti materiálu.

Úkoly.

A) Výpočet pevnosti: pevnost je schopnost materiálu odolávat zatížení a destrukci;

B) Výpočet tuhosti: tuhost je schopnost materiálu odolávat deformaci;

C) Výpočet stability: stabilita je schopnost udržovat stabilní rovnováhu.

Klasifikace zatížení.

Konstrukce a konstrukce během provozu vnímají a přenášejí zatížení (síly).

Síly mohou být:

A) Objemové (gravitace, setrvačnost atd.);

B) Povrch (povrchová voda, tlak vody);

Povrchová zatížení jsou:

Soustředěno

Distribuované zatížení

V závislosti na povaze zatížení:

A) statické – konstantní nebo pomalu rostoucí;

B) dynamické - rychle se měnící zatížení nebo rázy;

C) re-variabilní zatížení - zatížení, které se mění v čase.

Výpočtová schémata. Hypotézy a předpoklady.

Zjednodušují výpočty.

Výpočtová schémata.

Návrhová schémata jsou součástí, která podléhá výpočtům pevnosti, tuhosti a stability.

Veškerá rozmanitost návrhů dílů sestává ze 3 návrhových diagramů:

A) Nosník - těleso, ve kterém je jeden z rozměrů větší než ostatní 2 (nosník, kulatina, kolejnice);

B) Plášť - těleso, u kterého je jeden z rozměrů menší než ostatní dva (tělo rakety, trup lodi);

C) Pole je těleso, ve kterém jsou všechny 3 strany přibližně stejné (stroj, dům).

Předpoklady.

A) Všechny materiály mají spojitou strukturu;

B) Materiál dílu je homogenní, tzn. má stejné vlastnosti ve všech bodech materiál;

C) Všechny materiály jsou považovány za izotropní, tzn. oni mají v každém směru identické vlastnosti;

D) Materiál má ideální elasticitu, tzn. po odstranění zátěže tělo zcela obnoví svůj tvar a velikost.

Hypotézy.

A) Hypotéza malých pohybů.

Posuny, ke kterým dochází v konstrukci vlivem vnějších sil, jsou velmi malé, proto jsou ve výpočtech zanedbávány.

B) Předpoklady lineární deformovatelnosti.

Pohyb v konstrukcích je přímo úměrný působícímu zatížení.

Sekční metoda. Druhy zatížení (deformace)

Sekční metoda.

Uvažujme zatížení zatížené vnějšími silami P1, P2, P3, P4. Aplikujme na nosník metodu řezu: rozřízněte ho rovinou L na 2 stejné části, levou a pravou. Zahodíme levou, necháme pravou.

Pravá strana – levá – bude v rovnováze, protože V příčném řezu vzniknou vnitřní silové faktory (IFF), které vyvažují zbývající část a nahrazují působení vyřazené části.

A) N – podélná síla

B) Qx – smyková síla

B) Qy – smyková síla

D) Mz – točivý moment

D) Mx – ohybový moment

E) Můj – ohybový moment.

Druhy deformací (zatížení)

A) Tah, tlak: taková deformace, při které v průřezu působí pouze podélná síla N (pružina, knoflíková harmonika, samofon);

B) Torze - taková deformace, při které v úseku působí pouze krouticí moment Mz (hřídel, ozubené kolo, matice, káča);

B) Ohyb – deformace, při které v řezu působí ohybový moment Mx nebo My (ohyb nosníku, ohyb balkónu);

D) Smyk je deformace, při které v řezu působí příčná síla Qx nebo Qy (smyk a drcení nýtu).

Uvažované deformace jsou považovány za jednoduché.

Komplexní typ deformace.

Deformace, při které působí v řezu současně 2 nebo více vnitřních silových faktorů (kombinované působení ohybu a kroucení: hřídel s ozubeným kolem).

Závěr: řezová metoda umožňuje určit VSF a typ deformace. Pro posouzení pevnosti konstrukce se zjišťuje intenzita vnitřních napěťových sil.

Mechanické namáhání.

Mechanické napětí je hodnota součinitele vnitřní síly na plochu průřezu.

Tahová a tlaková deformace. VSF, napětí.

Tah, tlaková deformace.

Jedná se o deformaci, při které se v řezu objeví podélná síla N (pružina, knoflíková harmonika, lanko).

Závěr: Protahování– deformace, při které síla směřuje z řezu, stlačení – směrem sekce.

Napětí na R-S:

Závěr: u R-S vznikají normálová napětí, tzn. jsou stejně jako podélná síla N kolmé k řezu.

Výpočty pevnosti v tahu a tlaku.

Existují 3 výpočty pevnosti:

A) Test pevnosti

B) Výběr sekce

B) Stanovení dovoleného zatížení

Závěr: K předpovědi destrukce jsou potřeba pevnostní výpočty.

Hookův zákon v tahu a tlaku.

E – Youngův modul (nebo modul pružnosti).

E.I. jako napětí.

Youngův modul pro každý materiál je jiný a je vybrán z referenčního materiálu.

Normální napětí přímo úměrné podélné deformaci - Hookův zákon .

Youngův modul charakterizuje tuhost materiálu při tahu a tlaku.

Zmačkaný. Výpočty pro drcení.

Je-li tloušťka spojovaných dílů malá a zatížení působící na spoj velké, vzniká mezi povrchem spojovaných dílů a stěnami otvoru velký vzájemný tlak.

Je určeno - Sigma viz

V důsledku tohoto tlaku se nýt, šroub, šroub... pomačkají, tvar otvoru se zdeformuje a těsnost se poruší.

Pevnostní výpočty.

Plátek Smykové výpočty.

Pokud jsou 2 plechy tloušťky S vzájemně spojeny nýty nebo šroubem, dojde ke střihu podél rovin kolmých k osám těchto dílů.

Smykové výpočty.

Kroucení. Čistý posun. Hookův zákon v torzi.

Kroucení – deformace, při které v průřezu součásti vzniká moment Mz (hřídel, ozubené kolo, šnek).

Torze lze dosáhnout čistým smykem tenkostěnné trubky.

Na plochách vybraného prvku a,b,c,d vzniká smykové napětí τ(tau) – to charakterizuje čistý střih .

V čistém smyku byl stanoven přímý vztah mezi tangenciálními napětími τ a úhlem smyku γ(gama) – Hookův zákon v torzi :τ=G*γ

G - smykový modul, charakterizuje smykovou tuhost materiálu.

Měřeno – MPa.

2) G=E*E (Youngův modul)

Pro stejný materiál existuje vztah mezi smykovým modulem G a Youngovým modulem (3).

Smykový modul se určí ze vzorce výpočtem, přičemž se převezmou hodnoty z referenčního materiálu.

Torzní napětí. Rozložení tečných napětí v řezu.

Ws je polární moment odporu průřezu.

Tangenciální napětí je v řezu rozloženo podle lineárního zákona, tmax leží na obrysu řezu, t=0 ve středu řezu, všechna ostatní ts jsou mezi nimi.

Ws – pro nejjednodušší úseky.

Výpočty torzní pevnosti.

Závěr: Výpočty torzní pevnosti jsou nezbytné pro předpovídání poruch.

Výpočty torzní tuhosti.

Přesné hřídele jsou počítány na tuhost, aby se ztratila přesnost pružiny.

Relativní úhel natočení.

Obě veličiny lze měřit ve stupních nebo radiánech.

Ohyb. Typy ohybů. Příklady ohybů.

Ohyb – deformace, při které působí ohybový moment (Mx, My).

Příklady : ohyb v konstrukčním trámu, stůl, balkon.

Druhy :

Rovný ohyb

Šikmý ohyb

Čistý ohyb

Klasifikace mechanických převodů

- na principu přenosu pohybu: třecí převod a ozubený převod; v každé skupině jsou přenosy přímým kontaktem a přenosy flexibilní komunikací;
- podle vzájemné polohy hřídelí: ozubená kola s rovnoběžnými hřídeli (válcová, ozubená kola s protínajícími se osami hřídelů (úkosová), ozubená kola se zkříženými hřídeli (šneková, válcová se šroubovým zubem, hypoidní);
- příroda převodový poměr : s konstantním převodovým poměrem a s plynule měnitelným převodovým poměrem (variátory).

Podle poměru parametrů vstupního a výstupního hřídele se převodovky dělí na:

-převodovky(řazení dolů) - ze vstupního hřídele na výstupní hřídel snižují otáčky a zvyšují točivý moment;

-animátoři(rychloběžné převody) - od vstupního hřídele k výstupnímu hřídeli se zvyšuje rychlost otáčení a snižuje se točivý moment.

Třecí ozubená kola

Přenos třením - mechanický převod používaný k přenosu rotačního pohybu (nebo k přeměně rotačního pohybu na posuvný) mezi hřídelemi pomocí třecích sil vznikajících mezi válečky, válci nebo kužely namontovanými na hřídelích a přitlačenými k sobě.

Třecí převodovky jsou klasifikovány podle následujících kritérií:

1. Podle účelu:

S neregulovaným převodovým poměrem (obr. 9.1-9.3);

S plynulou (plynulou) regulací převodového poměru (variátory).

2. Podle vzájemné polohy os hřídelů:

Válcový nebo kuželový s rovnoběžnými osami (obr. 9.1, 9.2);

Kuželové s protínajícími se osami (obr. 9.3).

3. V závislosti na pracovních podmínkách:

Otevřete (vysušte);

Uzavřeno (práce v olejové lázni).

4. Na principu fungování:

Nevratné (obr.9.1-9.3);

Reverzibilní.

Výhody třecích převodů:

Jednoduchost návrhu a údržby;

Plynulý přenos pohybu a regulace rychlosti a tichý chod;

Skvělé kinematické schopnosti (přeměna rotačního pohybu na translační pohyb, plynulá změna rychlosti, schopnost couvat za jízdy, zapínání a vypínání za jízdy bez zastavení);

Rovnoměrné otáčení, které je vhodné pro zařízení;

Možnost plynulé regulace převodového poměru i za jízdy, bez zastavení převodovky.

Nevýhody třecích převodů:

Nestálost převodového poměru v důsledku prokluzu;

Nízký přenášený výkon (otevřené převody - do 10-20 kW; uzavřené převody - do 200-300 kW);

U otevřených převodů je účinnost relativně nízká;

Velké a nerovnoměrné opotřebení válečků při skluzu;

Potřeba použít speciálně navržené podpěry hřídele s upínacími zařízeními (to činí převod těžkopádným);

U převodů s pohonem, nízká obvodová rychlost (7 - 10 m/s);

Velké zatížení hřídelí a ložisek přítlakem, což zvyšuje jejich velikost a činí převod těžkopádným. Tato nevýhoda omezuje množství přenášeného výkonu;

Velké ztráty třením.

Aplikace.

Ve strojírenství se používají poměrně zřídka, například v třecí lisy, kladiva, navijáky, vrtací zařízení atd. Tyto převody se používají především v zařízeních, kde je vyžadován plynulý a tichý chod (magnetofony, přehrávače, rychloměry atd.).

Převodovka Šroub-matice

Převod šroub-matice se skládá z : šroub a matice v kontaktu s povrchy šroubu Převod šroub-matice je navržen tak, aby převáděl rotační pohyb na translační pohyb.

Existují dva typy ozubených kol se šroubem a maticí:

Kluzné třecí převody popř páry šroubů kluzné tření;

Valivé třecí převody nebo kuličkové šrouby. Hnacím prvkem v převodovce bývá šroub, hnaným prvkem matice. U odvalovacích převodů šroub-matice jsou na šroubu a v matici vytvořeny spirálové drážky (závity) půlkruhového profilu, sloužící jako oběžné dráhy pro kuličky.

V závislosti na účelu převodu jsou šrouby:

- náklad, slouží k vytváření velkých osových sil.

- běžecké vybavení, používá se pro pohyby v podávacích mechanismech. Pro snížení ztrát třením se používají především trapézové vícechodé závity.

- instalace, slouží k přesným pohybům a úpravám. Mít metrický závit. Pro zajištění převodu bez vůle jsou matice zdvojené.

Hlavní výhody:

1. příležitost získat velké vítězství u moci;

2. vysoká přesnost pohybu a schopnost dosáhnout pomalého pohybu;

3. hladký a tichý provoz;

4. vysoká nosnost s malými celkovými rozměry;

5. jednoduchost designu.

Nevýhody ozubených kol se šroubovými posuvnými maticemi:

1.vysoké ztráty třením a nízká účinnost;

2. obtížnost použití při vysokých otáčkách.

Použití převodu šroub-matice

Nejtypičtější aplikace pro převody šroub-matice jsou:

Zvedání břemen (zvedáky);

Nakládání do testovacích strojů;

Realizace pracovního procesu v obráběcích strojích (šnekové procesy);

Řízení ocasních ploch letadla (klapky, směrová a výšková ramena, mechanismy vypouštění podvozku a změny sklonu křídla);

Pohyb pracovních částí robota;

Přesné dělicí pohyby (v měřicích mechanismech a obráběcích strojích).

ozubená kola

Nazývá se mechanismus, ve kterém jsou dva pohyblivé články ozubená kola tvořící rotační nebo translační pár s pevným článkem ozubená převodovka . Menší z převodových kol se obvykle nazývá ozubené kolo a větší ozubené kolo, které provádí lineární pohyb, se nazývá ozubená tyč.

Klasifikace:

- podle vzájemné polohy os kol: s rovnoběžnými osami, s protínajícími se osami se zkříženými osami) s transformací pohybu

- podle umístění zubů vzhledem k tvářecím kolům: rovné zuby; šroubovitý; s kruhovým zubem;

- ve směru šikmých zubů jsou: pravá a levá.

- podle návrhu: otevřeno a zavřeno;

- podle počtu kroků: jedno-vícestupňové;

Šnekové převody

Šnekové kolo (nebo spirálové kolo)- mechanismus pro přenos rotace mezi hřídelemi pomocí šroubu a přidruženého šnekového kola. Šnek a šnekové kolo tvoří společně vyšší kinematickou dvojici ozubené kolo a šroub a s třetím, pevným článkem, nižší rotační kinematickou dvojici.

výhody:

· Hladký provoz;

· Nízká hlučnost;

· Samobrzdění - při určitých převodových poměrech;

· Zvýšená kinematická přesnost.

nedostatky:

· Zvýšené požadavky na přesnost montáže, nutnost přesného seřízení;

· U některých převodových poměrů je přenos rotace možný pouze v jednom směru - ze šroubu na kolo. (u některých mechanismů to může být považováno za výhodu).

· Relativně nízká účinnost (doporučuje se používat při výkonech nižších než 100 kW)

· Velké ztráty třením s vývinem tepla, nutnost speciálních opatření k zesílení odvodu tepla;

· Zvýšené opotřebení a sklon k zadření.

Červise vyznačují následujícími vlastnostmi:

Podle tvaru generující plochy:

· válcový

· globoidní

Ve směru čáry cívky:

Podle počtu spuštění vlákna

· jednoprůchodový

· víceprůchodový

· podle tvaru povrchu závitu šroubu

· s archimedovským profilem

· s konvolučním profilem

· s evolventním profilem

lichoběžníkový

Převodovka

Převodovka (mechanická)- mechanismus, který přenáší a převádí točivý moment, s jedním nebo více mechanickými převody.

Hlavní vlastnosti převodovky -účinnost, převodový poměr, přenášený výkon, maximální úhlové rychlosti hřídelů, počet hnacích a hnaných hřídelí, typ a počet převodů a stupňů.

Za prvé, převodovky jsou klasifikovány podle typů mechanických převodů : válcové, kuželové, šnekové, planetární, vlnové, spiroidní a kombinované.

Pouzdra převodovky : Standardizované lité skříně převodovek jsou široce používány v sériové výrobě. Nejčastěji se v těžkém průmyslu a strojírenství vyrábí pouzdra z litiny, méně často z ocelolitiny.

Klasifikace převodovek

• Šnekové převodovky
• Čelní převodovky
• Klasifikace převodovek v závislosti na typu převodů a počtu stupňů

Řemenové pohony

Zařízení a účel

Páskování odkazuje na přenosy tření s pružným spojením a může být použit pro přenos pohybu mezi hřídelemi umístěnými ve značné vzdálenosti od sebe. Skládá se ze dvou kladek (hnací, hnaná) a nekonečného pásu, který je překrývá, nasazený s napětím. Hnací řemenice je poháněna třecími silami, které vznikají na povrchu kontaktu mezi řemenicí a řemenem v důsledku jejího napnutí a způsobují pohyb řemenu. Řemen zase způsobuje otáčení hnané řemenice.

Oblast použití

Řemenové pohony se používají k pohonu jednotek od elektromotorů nízkého a středního výkonu; pro pohon od motorů s nízkým výkonem s vnitřním spalováním.

Řetězové převody

Řetězové převody - to jsou převody angažovanost A flexibilní připojení, sestávající z hnacího a hnaného řetězového kola a řetězu, který je obklopuje. Součástí převodovky jsou také často napínací a mazací zařízení a kryty.

výhody:

1. možnost aplikace ve značném rozsahu mezinápravových vzdáleností;

2. menší rozměry než řemenové pohony;

3. žádné prokluzování;

4. vysoká účinnost;

5. relativně malé síly působící na hřídele;

6. schopnost přenést pohyb na několik řetězových kol;

7. příležitost snadná výměnařetězy.

nedostatky:

1. nevyhnutelnost opotřebení řetězových spojů v důsledku nedostatku podmínek pro kapalinové tření;

2. variabilita rychlosti řetězu, zejména při malém počtu zubů řetězových kol;

3. nutnost přesnější montáže hřídelí než u převodu klínovým řemenem;

4. potřeba mazání a seřízení.

Řetězy po domluvě rozdělena do tří skupin:

1. náklad – slouží k zajištění nákladu;

2. trakce – slouží k přesunu zboží v průběžných dopravních strojích (dopravníky, výtahy, eskalátory atd.);

3. pohon – slouží k přenosu pohybu.

Aplikace: Ozubená kola se používají v zemědělských, manipulačních, textilních a tiskařských strojích, motocyklech, jízdních kolech, autech a zařízeních pro těžbu ropy.

Mechanismy

Mechanismus- vnitřní struktura stroje, zařízení, přístroje, která je uvádí do činnosti. Mechanismy slouží k přenosu pohybu a přeměně energie (převodovka, čerpadlo, elektromotor).

Mechanismus se skládá ze 3 skupin odkazů:

1. Pevné články - regály

2. Hnací články - přenáší pohyb

3. Hnané vazby – vnímat pohyby

Klasifikace mechanismů:

1. Pákové mechanismy: klikový mechanismus - klikový (rotační pohyby), ojnice (kalibrační), jezdec (translační).

Aplikace: Pístová čerpadla, parní stroje.

Hřídele a nápravy

U moderních strojů se nejvíce využívá rotační pohyb dílů. Méně častý je translační pohyb a jeho kombinace s rotačním pohybem (helikální pohyb). Pohyb progresivně se pohybujících částí stroje zajišťují speciální zařízení tzv průvodci. K provádění rotačního pohybu se používají speciální díly - hřídele a nápravy, které svými speciálně upravenými sekcemi - nápravy (hroty) nebo patky – spočívat na nosných zařízeních nazývaných ložiska nebo axiální ložiska.

Říkají tomu šachta část (obvykle hladkého nebo stupňovitého válcovitého tvaru) určená k podpoře řemenic, ozubených kol, řetězových kol, válečků atd. na ní namontovaných a k přenosu točivého momentu.

Během provozu hřídel zažívá ohýbání a kroucení a v v některých případech kromě ohybu a kroucení mohou hřídele zaznamenat tahovou (kompresní) deformaci Některé hřídele nepodporují rotující části a pracují pouze v kroucení (. kardanové hřídele auta, role válcovacích strojů atd.).

Osa se nazývá díl určený pouze k podpoře dílů na něm nainstalovaných.

Na rozdíl od hřídele osa nepřenáší krouticí moment a funguje pouze na ohybu. U strojů mohou být nápravy stacionární nebo se mohou otáčet společně s díly, které na nich sedí (pohyblivé nápravy).

Lasifikace hřídelí a náprav

Podle účelušachty se dělí na:

Ozubené kolo- nesoucí pouze různé části mechanických převodů (ozubená kola, řemenice, řetězová kola, spojky atd.),

Domorodý- nesoucí hlavní pracovní části strojů (rotory elektromotorů a turbín, ojnice-pístový komplex spalovacích motorů a pístová čerpadla), a v případě potřeby dodatečně části mechanických převodů (vřetena strojů, hnací hřídele dopravníků atd.). Hlavní hřídel strojů s rotačním pohybem nástroje nebo výrobku se nazývá vřeteno .

Podle geometrického tvaru se šachty dělí na: rovný; klika; flexibilní; teleskopický; kardanové hřídele .

Podle způsobu výroby se rozlišují: plné a kompozitní hřídele.

Podle typu průřezů Hřídelové sekce rozlišují plné a duté hřídele s kruhovým a nekruhovým průřezem.

Ložiska

Ložisko - Montážní celek, který je součástí podpěry nebo dorazu a podpírá hřídel, nápravu nebo jinou pohyblivou konstrukci s danou tuhostí. Fixuje polohu v prostoru, zajišťuje rotaci, rolování nebo lineární pohyb (např lineární ložiska) s nejmenším odporem, vnímá a přenáší zatížení z pohybující se jednotky do ostatních částí konstrukce.

Na základě principu činnosti lze všechna ložiska rozdělit do několika typů:

· valivá ložiska;

· kluzná ložiska;

Valivá ložiska

Představuje hotová jednotka, jejíž hlavními prvky jsou valivá tělesa - koule nebo válečky, instalované mezi kroužky a držené v určité vzdálenosti od sebe.

výhody:

1. Nízké náklady díky hromadné výrobě.

2. Nízké ztráty třením a nízké zahřívání během provozu.

3. Malé osové rozměry.

4. Jednoduchost designu

nedostatky:

1. Velké radiální rozměry.

2. Nejsou zde žádné odpojitelné spoje.

Klasifikace:

1. Podle tvaru valivých těles: koule, váleček.

2. Podle směru působení: radiální-tah, tah, tah-radiální.

3. Podle počtu valivých těles: homogenní, dvouřadé, čtyřřadé.

4. Podle hlavních konstrukčních znaků: samovyrovnávací, nesamočinné.

Použití: Ve strojírenství.

Kluzná ložiska

Kluzné ložisko - skládá se z pouzdra, vložek a mazacích zařízení. Ve své nejjednodušší podobě jsou to pouzdro (vložka) zabudovaná do rámu stroje.

Mazání je jednou z hlavních podmínek spolehlivého provozu ložiska a zajišťuje nízké tření, oddělení pohyblivých částí, odvod tepla a ochranu před škodlivými vlivy prostředí.

Mazání může být:

• kapalina(minerální a syntetické oleje, voda pro nekovová ložiska),
• plastický(na bázi lithného mýdla a sulfonátu vápenatého atd.),
• tvrdý(grafit, disulfid molybdenu atd.) a
• plynný(různé inertní plyny, dusík atd.).

Klasifikace:

Kluzná ložiska se dělí na:

v závislosti na tvaru ložiskového otvoru:

• jedno nebo více povrchů,
• s posunem ploch (ve směru otáčení) nebo bez (pro zachování možnosti zpětného otáčení),
• s odsazením středu nebo bez něj (pro konečnou instalaci hřídelí po instalaci);

ve směru vnímání zátěže:

• radiální
• axiální (axiální, axiální ložiska),
• radiální tah;

podle návrhu:

• jednodílný (rukáv; hlavně pro I-1),
• odnímatelné (skládající se z těla a krytu; v podstatě pro všechny kromě I-1),
• vestavěný (rám, integrální s klikovou skříní, rámem nebo rámem stroje);

podle počtu olejových ventilů:

• s jedním ventilem,
• s několika ventily;

kde je to možné regulace:

• neregulovaný,
• nastavitelný.

Výhody

• Spolehlivost ve vysokorychlostních pohonech
• Schopný odolat značnému rázovému a vibračnímu zatížení
• Relativně malé radiální rozměry
• Umožňuje montáž dělených ložisek na čepy klikového hřídele a při opravách nevyžaduje demontáž dalších dílů
• Jednoduchý design v pomalu jedoucích vozidlech
• Umožňuje práci ve vodě
• Umožňuje nastavení mezery a zajišťuje přesnou instalaci geometrické osy hřídele
• Ekonomické pro velké průměry hřídele

Nedostatky

• Během provozu vyžadují neustálý dohled nad mazáním
• Poměrně velké osové rozměry
• Velké ztráty třením při spouštění a špatné mazání
• Vysoká spotřeba maziva
• Vysoké požadavky na teplotu a čistotu maziva
• Snížená účinnost
• Nerovnoměrné opotřebení ložiska a čepu
• Použití dražších materiálů

Použití: Pro voly velkých průměrů; nízkorychlostní vozidla; Spotřebiče.

spojka- zařízení (část stroje) určené ke spojení konců hřídelů a dílů na nich volně sedících k přenosu točivého momentu. Používají se ke spojení dvou hřídelí umístěných na stejné ose nebo vzájemně pod úhlem.

Klasifikace spojek.

Podle typu řízení

· Řízené - spojka, automatická

· Neovladatelný - neustále v provozu.

Trvalá spojení.

Svařované spoje

Svařovaný spoj- trvalé spojení provedené svařováním.

Svařovaný spoj zahrnuje tři charakteristické zóny, vzniklé při svařování: zóna svaru, zóna tavení a zóna ovlivněná teplem, stejně jako část kovu přiléhající k zóně ovlivněné teplem.

Zóny svarového spoje: nejsvětlejší je oblast obecného kovu, tmavší je tepelně ovlivněná oblast, nejtmavší oblast uprostřed je oblast svaru. Mezi tepelně ovlivněnou zónou a zónou svaru je zóna tavení.

Svarový šev- úsek svarového spoje vzniklý jako výsledek krystalizace roztaveného kovu nebo jako výsledek plastické deformace při svařování tlakem nebo kombinací krystalizace a deformace.

Svařovat kov- slitina tvořená roztaveným základním a naneseným kovem nebo pouze přetaveným obecným kovem.

Obecný kov- kov svařovaných dílů.

Fusion zóna- zóna částečně natavených zrn na rozhraní základního kovu a svarového kovu.

Tepelně ovlivněná zóna- úsek základního kovu, který neprošel tavením, jehož struktura a vlastnosti se změnily v důsledku ohřevu při svařování nebo navařování.

Lepené spoje.

Lepené spoje se stále častěji používají v souvislosti s vývojem vysoce kvalitních syntetických lepidel. Nejpoužívanější lepicí přeplátované spoje jsou smykové spoje. Pokud je potřeba získat obzvlášť pevné spoje, používám kombinované spoje: lepicí šrouby, lepicí nýty, lepicí svary.

Oblasti použití lepidel.

Největšími spotřebiteli lepicích materiálů jsou dřevozpracující průmysl, stavebnictví, lehký průmysl, strojírenství, letecký průmysl, stavba lodí atd.

Lepidla se používají v komunikačních, signalizačních a napájecích zařízeních.

Kombinované spoje: lepené-svařované, lepené-závitové, lepicí-nýtované - výrazně zlepšit Specifikacečásti a mechanismy, poskytují vysokou pevnost a v některých případech i těsnost konstrukcí.

Lepidla našla uplatnění v lékařství pro lepení kostí, živých tkání a další účely.

Odnímatelné spoje.

Klíčová spojení

Klínové spoje se používají k zajištění rotujících dílů (ozubená kola, řemenice, spojky atd.) na hřídeli (nebo nápravě), jakož i k přenosu točivého momentu z hřídele na náboj součásti nebo naopak z náboje na hřídel. hřídel Konstrukčně je v hřídeli vytvořena drážka, do které se vloží pero a na tuto konstrukci se pak nasadí kolo, které má také drážku.

V závislosti na účelu připojení klíče existují klíče různých tvarů:

A) Paralelní klíč s plochým koncem;
b) Paralelní klíč s plochým koncem a otvory pro montážní šrouby;
c) Klíč se zaobleným koncem;
d) Klíč se zaobleným koncem a otvory pro montážní šrouby;
e) Segmentový klíč;
e) Klínový klíč;

g) Klínový klíč se zarážkou.

Spline spojení

Drážkové spoje se používají ke spojení hřídelí a kol díky výstupkům na hřídeli a v prohlubních v otvoru kola.

Podle principu fungování se spline spojení podobají spojení s klíčem, ale mají řadu výhod:

· lepší vystředění dílů na hřídeli;

· přenášet větší točivý moment;

· vysoká spolehlivost a odolnost proti opotřebení.
V závislosti na profilu zubu existují tři hlavní typy připojení:

a) Rovnostranné zuby (počet zubů Z = 6, 8, 10, 12), GOST 1139-80;
b) Evolventní zuby (počet zubů Z = 12, 16 nebo více), GOST 6033-80;
c) Trojúhelníkové zuby (počet zubů Z = 24, 36 nebo více).
Drážkové spoje jsou široce používány v mechanismech, kde je nutné posouvat kolo podél osy hřídele, například u přepínačů rychlosti automobilů.
Spline spoje jsou spolehlivé, ale nejsou technologicky vyspělé, takže jejich použití je omezené kvůli vysokým nákladům na výrobu.

Závitové spoje

Odpojitelné spojení se nazývá závitové spojení. komponenty výrobky používající závitovou část.
Závit se skládá ze střídajících se výstupků a prohlubní na povrchu rotujícího tělesa, umístěných podél šroubovice. Rotačním tělesem může být válec nebo kulatý otvor- válcové závity. Někdy používané kuželový závit. Profil závitu odpovídá určitému standardu.

Typy závitových spojů

název	obraz	Poznámka
Šroubové spojení		Používá se pro upevnění dílů malé tloušťky. Pokud se závit přetrhne, lze jej snadno vyměnit.
Šroubový spoj		Šroub může mít libovolnou hlavu. Závit je vyříznut přímo do těla dílu. Nevýhoda - může dojít k poškození závitů v pouzdře, což vede k výměně celého pouzdra.
Kolíkové připojení		Utahování se provádí maticí. Čep je zašroubován do těla. Pokud se závit v těle přetrhne, je odříznut nové vlákno větší průměr nebo, pokud to není možné, pak se vymění celé tělo.
Kolíkové připojení		Utahování se provádí dvěma maticemi. Pokud se závit přetrhne, lze jej snadno vyměnit.

Základní konstrukční formy šroubů a hlav šroubů

a) Šestihranná hlava pro utahování klíč; b) Kulatá hlava se štěrbinou pro utažení šroubovákem; c) Zápustná hlava se štěrbinou pro utažení šroubovákem.

Upevňovací a těsnící závity. Používají se v závitových výrobcích určených jak pro upevnění dílů, tak pro vytvoření těsnění. Patří sem závity: válcová trubka, kuželová trubka, kuželový palec, kruhový palec.

Nastavte šrouby a spoje.
Stavěcí šrouby slouží k fixaci polohy dílů a zabránění jejich pohybu.

a) S plochým koncem, používá se pro upevnění dílů o malé tloušťce. b) Kuželová stopka. c) Stupňovitá stopka.

Stupňovité a kuželové stopky se používají pro upevnění předvrtaných dílů.

Příklad použití stavěcího šroubu s kuželovou stopkou.

Šrouby a spoje pro speciální účely.

Základové šrouby. Speciální spojovací materiál, vyrobený ve formě závitové tyče. Slouží především k upevnění různé vybavení A stavební konstrukce. Používají se v místech, kde jsou odolné a spolehlivé upevnění konstrukce z betonu, cihel, kamene nebo jiného základu. Svorník se umístí do základny a zalije se betonem.
Šroub s okem (naložený šroub) - určený pro uchopení a přemisťování strojů a dílů při instalaci, vývoji, nakládání atd.
Hák s naloženým šroubem - určený pro hákování a přemisťování různých břemen.

Ořechy.
V odnímatelné závitové spoješrouby a svorníky jsou opatřeny maticemi. Matice v otvorech mají stejný závit jako šrouby (typ, průměr, stoupání). Otvor se závitem

Například jste se rozhodli postavit dům pro sebe. Nezávisle, bez účasti architektů a projektantů. A v určitém okamžiku, obvykle téměř okamžitě, je nutné vypočítat hmotnost tohoto domu. A zde začíná řada otázek: jaká je velikost zatížení sněhem, jaké zatížení by měl strop vydržet, jaký koeficient použít při výpočtu dřevěných prvků. Než však uvedete konkrétní čísla, musíte pochopit, jaký je vztah mezi trváním zatížení a jeho velikostí.
Načte se obecný pohled se dělí na trvalé a dočasné. A dočasné zase v dlouhodobé, krátkodobé a okamžité. Nepřipraveného čtenáře jistě napadne otázka: jaký je vlastně rozdíl, jak zátěž klasifikovat? Vezměme si například zatížení mezipodlahy. SNiP uvádí standardní hodnotu 150 kgf za metr čtvereční. Při pečlivém přečtení dokumentu je snadné si všimnout, že při klasifikaci zátěže jako „krátkodobé“ se používá 150 kgf/m² (plná standardní hodnota), ale pokud ji klasifikujeme jako „dlouhodobá“, pak zátěž na podlaze je již jen 30 kgf/m²! Proč se tohle děje? Odpověď leží v hlubinách teorie pravděpodobnosti, ale pro jednoduchost vysvětlím na příkladu. Představte si váhu všeho ve vašem pokoji. Možná jste sběratelem litinových poklopů studní, ale statisticky, když se podíváte na tisíce různých místností, lidé se v průměru omezí na půl tuny nejrůznějších předmětů na místnost 17 m². Půl tuny je na pokoj málo! Ale vydělíme-li zatížení plochou, dostaneme pouze 30 kg/m². Údaj je statisticky potvrzen a zakotven v SNiP. Nyní si představte, že vy (s hmotností 80 kg) vejdete do místnosti, posadíte se na židli (o hmotnosti 20 kg) a vaše žena (s hmotností 50 kg) si sedne na váš klín. Ukazuje se, že to stačí malá plocha Nosnost je 150 kg. Samozřejmě se můžete v takovém tandemu vždy pohybovat po bytě, nebo jednoduše vážit všech 150 kg sami, ale nemůžete 10 let sedět. To znamená, že zátěž o těchto 150 kg vytvoříte pokaždé na jiném místě, zatímco jinde taková zátěž není. Tito. z dlouhodobého hlediska nepřekročíte průměr 500 kg na 17 m² nebo 30 kg/m², ale krátkodobě můžete vytvořit zátěž 150 kg/m². A pokud skáčete na trampolíně s hmotností 150 kg, bude to již „okamžitá“ zátěž a její výpočet se provádí na základě individuálních charakteristik, protože pro takové případy prostě neexistují žádné statistiky.

Takže jsme trochu vyřešili rozdíl mezi pojmy, nyní k otázce: jaký je rozdíl pro nás, jako designéry? Pokud budete na desku s malou hmotou tlačit desítky let, prohne se, ale pokud silněji zatlačíte a následně uvolníte, deska se vrátí do původního stavu. Právě tento vliv je zohledněn přiřazením tříd zatížení při výpočtu pevnosti dřeva.

Všechny informace pro tento článek pocházejí z SNiP 2.01.07-85 "Zatížení a dopady". Protože jsem zastánce stavba dřevěného domu, dále odkážu na speciální případ klasifikace zatížení podle aktuálního pro rok 2017 a zmíním i Eurokód EN 1991.

Klasifikace zatížení podle SNiP 2.01.07-85

Podle doby trvání zátěže by se mělo rozlišovat mezi stálou a dočasnou zátěží.

​

Konstantní zatížení

hmotnost částí konstrukcí včetně hmotnosti nosných a obepínajících stavebních konstrukcí;

tíha a tlak zemin (násypy, zásypy), tlak hornin;

hydrostatický tlak;

Síly z předpětí, které zůstávají v konstrukci nebo základu, by měly být také brány v úvahu ve výpočtech jako síly od stálých zatížení.

Živá zatížení

Živá zatížení se dále dělí do tří tříd:

1. Dlouhodobá zatížení

hmotnost dočasných příček, spár a patek pro zařízení;

hmotnost stacionárních zařízení: stroje, přístroje, motory, nádrže, potrubí s armaturami, nosné části a izolace, pásové dopravníky, stálé zdvihací stroje s jejich lany a vodítky a hmotnost kapalin a pevných látek naplňujících zařízení;

tlak plynů, kapalin a zrnitých těles v nádobách a potrubích, přetlak a řídnutí vzduchu, ke kterému dochází při větrání dolů;

zatížení podlah ze skladovaných materiálů a regálového vybavení v sklady, ledničky, sýpky, depozitáře knih, archivy a podobné prostory;

teplotní technologické vlivy ze stacionárních zařízení;

hmotnost vodní vrstvy na vodou naplněných rovných plochách;

hmotnost nánosů průmyslového prachu, pokud jeho hromadění není vyloučeno vhodnými opatřeními;

zatížení od lidí se sníženými standardními hodnotami;

zatížení sněhem se sníženou normovanou hodnotou, která se určí vynásobením plné normové hodnoty koeficientem:

• 0,3 - pro III sněhovou oblast,

  0,5 - pro okres IV;

  0,6 - pro regiony V a VI;

teplotní klimatické vlivy se sníženými normovými hodnotami;

nárazy způsobené deformacemi podkladu, které nejsou doprovázeny zásadní změnou ve struktuře půdy, stejně jako táním permafrostové půdy;

nárazy způsobené změnami vlhkosti, smrštěním a dotvarováním materiálů.

2. Krátkodobé zátěže

zatížení od zařízení vznikající při spouštění, přechodu a zkušebním režimu, jakož i při jeho přestavbě nebo výměně;

hmotnost lidí opravné materiály v oblastech údržby a oprav zařízení;

zatížení od lidí, zvířata, zařízení pro podlahy obytných, veřejných a zemědělských budov s plnými standardními hodnotami;

břemena z mobilních zdvihacích a přepravních zařízení (vysokozdvižné vozíky, elektrická vozidla, stohovací jeřáby, kladkostroje, jakož i z mostových a mostových jeřábů s plnými normovými hodnotami);

zatížení sněhem s plnou standardní hodnotou;

teplotní klimatické vlivy s plnou standardní hodnotou;

zatížení větrem;

ledové zátěže.

3. Speciální zatížení

seismické dopady;

výbušné účinky;

zatížení způsobené náhlými poruchami technologický postup, dočasná porucha nebo porucha zařízení;

nárazy způsobené deformacemi podkladu, provázené radikální změnou struktury půdy (při podmáčení poklesových zemin) nebo jejím sedáním v důlních oblastech a krasových oblastech.

Výše uvedená standardní zatížení jsou uvedena v tabulce:

Ve verzi tohoto dokumentu aktualizované pro rok 2011 jsou redukované standardní hodnoty rovnoměrně rozloženého zatížení určeny vynásobením jejich úplných standardních hodnot faktorem 0,35.
Tato klasifikace je akceptována poměrně dlouho a již zakořenila v povědomí „postsovětského inženýra“. Postupně však po zbytku Evropy přecházíme na tzv. Eurokódy.

Klasifikace zatížení podle Eurokódu EN 1991

Podle Eurokódu je vše trochu pestřejší a složitější. Všechna návrhová opatření by měla být provedena v souladu s příslušnými oddíly EN 1991:

EN 1991-1-1 Specifická gravitace, trvalé a dočasné zatížení

EN 1991-1-3 Sněhové zatížení

EN 1991-1-4 Vlivy větru

EN 1991-1-5 Teplotní vlivy

EN 1991-1-6 Expozice během výroby Stavební práce

EN 1991-1-7 Zvláštní dopady

V souladu s TCP EN 1990 se při posuzování vlivů používá následující klasifikace:

trvalé vlivy G. Například účinky vlastní tíhy, pevné zařízení, vnitřní přepážky, dokončovací práce a nepřímé účinky způsobené smršťováním a/nebo sedáním;

dopadové proměnné Q. Například aplikované užitečné zatížení, zatížení větrem, sněhem a teplotní zatížení;

speciální efekty A. Například zatížení z výbuchů a nárazů.

Pokud je při konstantní expozici vše víceméně jasné (jen vezmeme objem materiálu a vynásobíme ho průměrná hustota tohoto materiálu a tak dále pro každý materiál v konstrukci domu), pak proměnné efekty vyžadují vysvětlení. Nebudu uvažovat o zvláštních dopadech v rámci soukromé výstavby.
Velikost vlivů je podle Eurokódu charakterizována kategoriemi použití konstrukce podle tabulky 6.1:

Navzdory všem poskytnutým informacím Eurokód předpokládá použití národních příloh vyvinutých pro každou část Eurokódu jednotlivě v každé zemi používající tento Eurokód. Tyto aplikace berou v úvahu různé klimatické, geologické, historické a další charakteristiky každé země, což nicméně umožňuje dodržovat jednotná pravidla a standardy ve výpočtech konstrukcí. Existuje národní příloha k Eurokódu EN1991-1-1 a pokud jde o hodnoty zatížení, plně odkazuje na SNiP 2.01.07-85, o kterém se pojednává v první části tohoto článku.

Klasifikace zatížení při návrhu dřevěné konstrukce podle Eurokódu EN1995-1-1

Od roku 2017 je v Bělorusku v platnosti dokument založený na Eurokódu TKP EN 1995-1-1-2009 "Navrhování dřevěných konstrukcí". Vzhledem k tomu, že dokument odkazuje na Eurokódy, je předchozí klasifikace podle EN 1991 plně použitelná pro dřevěné konstrukce, ale má další upřesnění. Při výpočtu pevnosti a vhodnosti použití je tedy nutné vzít v úvahu dobu trvání zatížení a vliv vlhkosti!

Třídy trvání zatížení jsou charakterizovány působením konstantního zatížení působícího po určitou dobu během provozu konstrukce. Pro proměnnou expozici je vhodná třída určena na základě posouzení interakce mezi typickým kolísáním zatížení a časem.

Toto je obecná klasifikace doporučená Eurokódem, ale struktura Eurokódů, jak jsem již zmínil, předpokládá použití národních příloh, vyvíjených individuálně v každé zemi, a tato příloha je samozřejmě dostupná i pro Bělorusko. Mírně zkracuje klasifikaci trvání:

Tato klasifikace dostatečně koreluje s klasifikací podle SNiP 2.01.07-85.

Proč to všechno potřebujeme vědět?

• Vliv na pevnost dřeva

V kontextu návrhu a výpočtu dřevěného domu a jakéhokoli jeho prvku je klasifikace zatížení spolu s třídou provozu důležitá a může více než dvojnásobně (!) změnit návrhovou pevnost dřeva. Například všechny vypočtené hodnoty pevnosti dřeva se kromě jiných koeficientů násobí takzvaným modifikačním koeficientem kmod:

Jak je patrné z tabulky, v závislosti na třídě trvání zatížení a provozních podmínkách je stejná deska třídy I schopna odolat zatížení, např. tlakovému zatížení 16,8 MPa při krátkodobé expozici ve vytápěné místnosti a pouze 9,1 MPa při stálém zatížení v provozních podmínkách páté třídy.

• Vliv na pevnost kompozitní výztuže

Při navrhování základů a železobetonových nosníků se někdy používá kompozitní výztuž. A pokud doba trvání zatížení nemá významný vliv na ocelovou výztuž, pak u kompozitní výztuže je vše velmi odlišné. Koeficienty vlivu trvání zatížení pro automatické převodovky jsou uvedeny v dodatku L k SP63.13330:

Ve vzorci pro výpočet pevnosti v tahu uvedeném v tabulce výše je součinitel yf - jedná se o součinitel spolehlivosti pro materiál, braný rovný 1 při výpočtu podle mezních stavů druhé skupiny a rovný 1,5 při výpočtu podle do první skupiny. Například v paprsku na venku síla sklolaminátové vyztužení možná 800*0,7*1/1=560 MPa, ale při dlouhodobé zátěži 800*0,7*0,3/1=168 MPa.

• Vliv na velikost rozloženého zatížení

Podle SNiP 2.01.07-85 jsou zátěže od lidí, zvířat, zařízení na podlahách obytných, veřejných a zemědělských budov akceptovány se sníženou standardní hodnotou, pokud tato zatížení klasifikujeme jako dlouhodobá. Pokud je klasifikujeme jako krátkodobé, pak akceptujeme plné standardní hodnoty zatížení. Takové rozdíly jsou tvořeny teorií pravděpodobnosti a počítány matematicky, ale v Kodexu pravidel jsou prezentovány ve formě hotových odpovědí a doporučení. Klasifikace má stejný vliv na zatížení sněhem, ale zatížení sněhem zvážím v jiném článku.

Co je potřeba počítat?

Již jsme trochu přišli na klasifikaci zatížení a uvědomili jsme si, že zatížení podlah a zatížení sněhem jsou dočasná zatížení, ale lze je také klasifikovat jako dlouhodobá nebo krátkodobá. Jejich velikost se navíc může výrazně lišit podle toho, do jaké třídy je zařadíme. Je opravdu možné, že v tak důležité otázce závisí rozhodnutí na naší touze? Samozřejmě že ne!
V TKP EN 1995-1-1-2009 "Navrhování dřevěných konstrukcí" je uveden následující požadavek: pokud se kombinace zatížení skládá ze zatížení, které náleží různé třídy dobu trvání zatížení, pak je nutné aplikovat hodnotu koeficientů modifikace, která odpovídá vlivu kratší doby trvání, např. pro kombinaci vlastní hmotnosti a krátkodobého zatížení je hodnota koeficientu odpovídající na krátkodobou zátěž.
V SP 22.13330.2011 "Základy budov a konstrukcí" je označení následující: zatížení podlah a zatížení sněhem, které lze podle SP 20.13330 klasifikovat jako dlouhodobé i krátkodobé, se při výpočtu považují za krátkodobé. základy na základě únosnosti a při výpočtu na základě deformací - dlouhotrvající. Zatížení od pohyblivých zdvihacích a přepravních zařízení jsou v obou případech považována za krátkodobá.

Vnější síly v pevnosti materiálů se dělí na aktivní A reaktivní(připojovací reakce). Načte jsou aktivní vnější síly.

Zatížení podle způsobu aplikace

Způsobem aplikace zatížení existují objemný(vlastní váha, setrvačné síly) působící na každý nekonečně malý prvek objemu a povrchové. Povrchové zatížení se dělí na koncentrované zátěže A rozložené zátěže.

Distribuované zatížení jsou charakterizovány tlakem - poměrem síly působící na povrchový prvek kolmý k němu k ploše tohoto prvku a jsou vyjádřeny v mezinárodní soustavě jednotek (SI) v pascalech, megapascalech (1 PA = 1 N/m2 1 MPa = 106 Pa), atd. atd., a v technickém systému - v kilogramech síly na milimetr čtvereční atd. (kgf/mm2, kgf/cm2).

V kompromitujících materiálech se s nimi často počítá povrchová zatížení, rozmístěné po délce konstrukčního prvku. Taková zatížení jsou charakterizována intenzitou, obvykle označovanou q a vyjádřenou v newtonech na metr (N/m, kN/m) nebo v kilogramech síly na metr (kgf/m, kgf/cm) atd.

Zatížení podle charakteru změn v čase

Na základě charakteru změn v čase se rozlišují statická zatížení- pomalu se zvyšuje z nuly na konečnou hodnotu a poté se nemění; A dynamická zatížení způsobující velké setrvačné síly.

28. Dynamické, cyklické zatěžování, pojem meze únosnosti.

Dynamické zatížení je zatížení, které je doprovázeno zrychlováním částic daného těla nebo částí, které jsou s ním v kontaktu. K dynamickému zatěžování dochází při působení rychle rostoucích sil nebo při zrychleném pohybu zkoumaného tělesa. Ve všech těchto případech je nutné počítat se setrvačnými silami a z toho vyplývajícím pohybem hmot soustavy. Dynamická zatížení lze navíc rozdělit na rázová a opakovaně proměnná.

Rázové zatížení (náraz) je zatížení, při kterém zrychlení tělesných částic prudce mění svou hodnotu ve velmi krátkém časovém úseku (náhlé působení zatížení). Všimněte si, že ačkoli je ráz dynamickým typem zatížení, v řadě případů jsou při výpočtu rázu setrvačné síly zanedbány.

Opakovaně proměnné (cyklické) zatížení – zatížení, které se v čase mění ve velikosti (a případně ve znaménku).

Cyklické zatěžování je změna mechanických a fyzikálních vlastností materiálu při dlouhodobém působení napětí a deformací, které se cyklicky mění v čase.

Limit výdrže(Taky omezitúnava) - ve vědách o pevnosti: jedna z pevnostních charakteristik materiálu, která jej charakterizuje vytrvalost, tedy schopnost absorbovat zatížení, která způsobují cyklická napětí v materiálu.

29. Pojem únava materiálů, faktory ovlivňující odolnost proti únavovému porušení.

Únava materiálu- v nauce o materiálech - proces postupného hromadění poškození vlivem proměnných (často cyklických) namáhání, vedoucí ke změně jeho vlastností, vzniku trhlin, jejich rozvoji a destrukci materiál po určenou dobu.

Vliv koncentrace stresu

V místech, kde dochází k prudké změně příčných rozměrů součásti, děr, drážek, drážek, závitů atd., jak je uvedeno v odstavci 2.7.1, dochází k místnímu zvýšení napětí, které výrazně snižuje mez únosnosti oproti tomu pro hladké válcové vzorky. Toto snížení je zohledněno zavedením do výpočtů efektivní faktor koncentrace stresu, představující poměr meze odolnosti hladkého vzorku v symetrickém cyklu k meze odolnosti vzorku stejných rozměrů, ale s jedním nebo druhým koncentrátorem napětí:

.

2.8.3.2. Vliv rozměrů součásti

Experimentálně bylo zjištěno, že s rostoucí velikostí zkušebního vzorku klesá jeho mez únosnosti ( efekt měřítka). To je vysvětleno skutečností, že s rostoucí velikostí se zvyšuje pravděpodobnost heterogenity ve struktuře materiálů a jejich vnitřních defektů (dutiny, plynové inkluze) a také tím, že při výrobě malých vzorků dochází k vytvrzování (tvrdnutí) povrchová vrstva probíhá do relativně větší hloubky než u vzorků velkých velikostí.

Vliv rozměrů dílů na hodnotu meze únosnosti zohledňuje koeficient ( měřítko), což je poměr meze únosnosti části daných rozměrů k meze únosnosti laboratorního vzorku podobné konfigurace s malými rozměry:

.

2.8.3.3. Vliv stavu povrchu

Stopy po řezném nástroji, ostré stopy, rýhy jsou zdrojem únavových mikrotrhlin, což vede ke snížení meze únosnosti materiálu.

Vliv stavu povrchu na mez únosnosti v symetrickém cyklu je charakterizován součinitel kvalita povrchu, což je poměr meze únosnosti dílu s danou povrchovou úpravou k meze únosnosti důkladně vyleštěného vzorku:

.

2.8.3.4. Vliv povrchového zpevnění

Různé metody povrchového kalení (mechanické kalení, chemicko-tepelné a tepelné zpracování) může výrazně zvýšit hodnotu koeficientu kvality povrchu (až 1,5 ... 2,0 nebo vícekrát místo 0,6 ... 0,8krát u dílů bez kalení). To je zohledněno ve výpočtech zavedením koeficientu.

2.8.3.5. Vliv asymetrie cyklu

Příčinou únavového porušení součásti jsou dlouhodobě působící střídavá napětí. Ale jak ukázaly experimenty, s nárůstem pevnostních vlastností materiálu roste jejich citlivost na cyklickou asymetrii, tzn. konstantní složka cyklu „přispívá“ ke snížení únavové pevnosti. Tento faktor je zohledněn koeficientem.

1.4. Podle doby trvání zátěže je třeba rozlišovat zátěže trvalé a dočasné (dlouhodobé, krátkodobé, speciální).

1.5. Zatížení vznikající při výrobě, skladování a přepravě konstrukcí, jakož i při výstavbě konstrukcí, by měla být ve výpočtech brána v úvahu jako krátkodobá zatížení.

Zatížení vznikající během provozní fáze konstrukcí by měla být brána v úvahu v souladu s odstavci 1.6-1.9.

a) hmotnost částí konstrukcí včetně hmotnosti nosných a obvodových stavebních konstrukcí;

b) tíha a tlak zemin (násypy, zásypy), tlak hornin.

Síly z předpětí zbývající v konstrukci nebo základu by měly být brány v úvahu ve výpočtech jako síly od stálých zatížení.

a) hmotnost dočasných příček, spár a patek pro zařízení;

b) hmotnost stacionárních zařízení: strojů, přístrojů, motorů, kontejnerů, potrubí s armaturami, nosnými částmi a izolací, pásové dopravníky, stálé zdvihací stroje s jejich lany a vedeními, jakož i hmotnost kapalin a pevných látek plnících zařízení;

c) tlak plynů, kapalin a zrnitých těles v nádobách a potrubích, přetlak a řídnutí vzduchu, ke kterému dochází při větrání dolů;

d) zatížení podlah z uskladněných materiálů a regálového zařízení ve skladech, lednicích, sýpkách, depozitářích knih, archivech a podobných prostorách;

e) teplotně technologické vlivy ze stacionárních zařízení;

f) hmotnost vodní vrstvy na vodou naplněných rovných plochách;

g) hmotnost nánosů průmyslového prachu, pokud jeho hromadění není vyloučeno vhodnými opatřeními;

h) zatížení od lidí, zvířat, zařízení na podlahách obytných, veřejných a zemědělských budov se sníženými normovými hodnotami uvedenými v tabulce. 3;

i) svislé zatížení od mostových a mostových jeřábů se sníženou normovou hodnotou, stanovené vynásobením plné normové hodnoty svislého zatížení od jednoho jeřábu (viz bod 4.2) v každém rozpětí budovy koeficientem: 0,5 - pro skupiny provozních režimy jeřábů 4K-6K ; 0,6 - pro skupinu provozních režimů jeřábu 7K; 0,7 - pro skupinu provozních režimů jeřábu 8K. Skupiny provozních režimů jeřábu jsou přijímány podle GOST 25546 - 82;

j) zatížení sněhem se sníženou normovanou hodnotou, která se určí vynásobením plné normové hodnoty podle pokynů v bodě 5.1 koeficientem: 0,3 - pro sněhovou oblast III: 0,5 - pro oblast IV; 0,6 - pro regiony V a VI;

k) teplota klimatické vlivy se sníženými normovými hodnotami, stanovenými podle pokynů odstavců. 8,2 - 8,6 za předpokladu =
=
=
=
=0,
=
= 0;

l) nárazy způsobené deformacemi podkladu, které nejsou doprovázeny zásadní změnou struktury půdy, jakož i rozmrzáním věčně zmrzlých půd;

m) nárazy způsobené změnami vlhkosti, smršťováním a dotvarováním materiálů.

a) zatížení od zařízení vznikající při spouštění, přechodu a zkušebním režimu, jakož i při jeho přestavbě nebo výměně;

b) hmotnost osob, materiál na opravy v oblastech údržby a oprav zařízení;

c) zatížení od lidí, zvířat, zařízení na podlahách obytných, veřejných a zemědělských budov s plnými normovými hodnotami, kromě zatížení uvedených v bodě 1.7, a, b, d, e;

d) břemena z mobilních zvedacích a přepravních zařízení (vysokozdvižné vozíky, elektrická vozidla, stohovací jeřáby, kladkostroje, jakož i z mostových a mostových jeřábů s plnými normovými hodnotami);

e) zatížení sněhem s plnou standardní hodnotou;

f) teplotně-klimatické vlivy s plnou standardní hodnotou;

g) zatížení větrem;

h) zatížení ledem.

a) seismické dopady;

b) výbušné účinky;

c) zátěže způsobené náhlými poruchami technologického procesu, dočasnou poruchou nebo poruchou zařízení;

d) rázy způsobené deformacemi podkladu, doprovázené radikální změnou struktury půdy (při podmáčení poklesových zemin) nebo jejím sedáním v dobývacích prostorech a krasových oblastech.

U techniky mezního stavu jsou všechna zatížení klasifikována v závislosti na pravděpodobnosti jejich vlivu na regulační a výpočetní.

Na základě vlivu zatížení se dělí na trvalé a dočasné. Ten může mít dlouhodobé nebo krátkodobé účinky.

Kromě toho existují zátěže, které jsou klasifikovány jako speciální zátěže a dopady.

Konstantní zatížení– vlastní tíha nosných a obvodových konstrukcí, tlak zeminy, předpětí.

Dočasná dlouhodobá zatížení– hmotnost stacionárního technologického vybavení, hmotnost skladovaných materiálů ve skladech, tlak plynů, kapalin a sypkých materiálů v kontejnerech atd.

Krátkodobé zátěže– standardní zatížení sněhem, větrem, pohybující se zvedací a přepravní technikou, masou lidí, zvířat atd.

Speciální zatížení– seismické nárazy, explozivní dopady. Zatížení vznikající při montáži konstrukcí. Zatížení spojená s poruchou technologického zařízení, nárazy spojené s deformacemi podkladu v důsledku změn ve struktuře zeminy (sesedající půdy, sedání zemin v krasových oblastech a nad podzemními díly).

Někdy se vyskytuje termín „užitečné zatížení“. Užitečný se nazývají zátěže, jejichž vnímání tvoří celý účel konstrukcí, například hmotnost lidí u lávky pro pěší. Mohou být dočasné i trvalé, například váha monumentální výstavní konstrukce je stálým zatížením podstavce. U základu představuje hmotnost všech nad sebou ležících konstrukcí také užitečné zatížení.

Působí-li na konstrukci více druhů zatížení, síly v ní se určují jako v nejnepříznivějších kombinacích pomocí kombinačních součinitelů.

SNiP 2.01.07-85 „Zatížení a dopady“ rozlišuje:

základní kombinace, sestávající z trvalého a dočasného zatížení;

speciální kombinace, skládající se z trvalého, dočasného a jednoho ze speciálních zatížení.

Pro hlavní kombinaci, která obsahuje jedno dočasné zatížení, je kombinační koeficient . Na více dočasných zatížení, posledně jmenované se násobí kombinačním součinitelem.

Ve speciálních kombinacích jsou užitná zatížení zohledněna s kombinačním faktorem a speciální zatížení - s faktorem. Ve všech typech kombinací má konstantní zatížení koeficient.

nabité prvky

Zohlednění komplexních napěťových stavů ve výpočtech kovové konstrukce se provádí pomocí vypočteného odporu, který je stanoven na základě zkoušení kovových vzorků při jednoosém zatížení. Ve skutečných konstrukcích je však materiál zpravidla ve složitém vícesložkovém napjatém stavu. V tomto ohledu je nutné stanovit pravidlo pro ekvivalenci komplexního napěťového stavu s jednoosým.

Jako kritérium ekvivalence se obvykle používá potenciální energie akumulovaná v materiálu při jeho deformaci vnějšími vlivy.

Pro usnadnění analýzy může být deformační energie reprezentována jako součet práce na změně objemu A o a změně tvaru tělesa Af. První nepřesahuje 13 % plná práce při elastické deformaci a závisí na průměrném normálovém napětí.

1 - 2υ

A o = ----------(Ơ Χ + Ơ У + Ơ Ζ) 2(2.3.)

Druhá práce souvisí se směnami v materiálu:

A f = -------[(Ơ Χ 2 +Ơ Υ 2 + Ơ z 2 -(Ơ x Ơ y +Ơ y Ơ z +Ơ z Ơ x) + 3 (τ xy 2 +τ yz 2 + τ zx 2)] (2.4.)

Je známo, že destrukce krystalické struktury stavebních ocelí a hliníkových slitin je spojena se smykovými jevy v materiálu (pohyb dislokací apod.).

Práce změny tvaru (2.4.) je invariantní, proto v jednoosém napjatém stavu Ơ = Ơ máme A 1 = [(1 + ) / 3E ] Ơ 2

Přirovnání této hodnoty k výrazu (2.4) a extrahování Odmocnina, dostaneme:

Ơ pr = =Ơ(2.5)

Tento vztah stanoví energetickou ekvivalenci komplexního napěťového stavu k jednoosému. Výraz na pravé straně se někdy nazývá snížené napětí Ơ pr, znamená redukci do nějakého stavu s jednoosým napětím Ơ .

Pokud je maximální dovolené napětí v kovu (návrhová odolnost) nastaveno podle meze kluzu standardního vzorku ƠT, pak výraz (2.5) nabývá tvaru Ơ pr = Ơ T a představuje podmínku plasticity za komplexního napěťového stavu, tzn. podmínka přechodu materiálu z elastického stavu do plastického.

Ve stěnách I-nosníků v blízkosti aplikace bočního zatížení

Ơ x 0. Ơ y 0 . τ xy 0. zbývající složky napětí lze zanedbat. Pak podmínka plasticity nabývá formu

Ơ pr = = Ơ T (2.6)

V bodech vzdálených od místa působení zatížení lze také zanedbat místní napětí Ơy = 0, pak bude podmínka plasticity dále zjednodušena: Ơ pr = = Ơ T .

S jednoduchým smykem, pouze všech složek napětí

τ xy 0. Pak Ơ pr = = Ơ T. Odtud

τ xy = Ơ T / = 0,58 Ơ T (2.7)

V souladu s tímto výrazem přijal SNiP vztah mezi vypočtenou pevností ve smyku a tahu,

kde je návrhová únosnost ve smyku; - mez kluzu.

Chování při zatížení středově napínaného prvku a středově stlačeného, ​​pokud je zajištěna jeho stabilita, plně odpovídá práci materiálu při jednoduchém tahu-kompresi (obr. 1.1, Obr. b).

Předpokládá se, že napětí v průřezu těchto prvků jsou rozložena rovnoměrně. Pro zajištění únosnosti takových prvků je nutné, aby napětí od návrhového zatížení v úseku s nejmenší plochou nepřesáhla návrhovou únosnost.

Pak bude nerovnost prvního mezního stavu (2.2).

kde je podélná síla v prvcích; - čistá plocha průřezu prvku; - návrhová únosnost rovná se, pokud není povolen vznik plastických deformací v prvku; pokud jsou přípustné plastické deformace, pak se rovná největší ze dvou hodnot a (zde a jsou vypočtené odpory materiálu z hlediska meze kluzu a dočasné odolnosti); - koeficient spolehlivosti pro materiál při výpočtu konstrukce na základě dočasné odolnosti; - koeficient pracovních podmínek.

Kontrola druhého mezního stavu spočívá v omezení prodloužení (zkrácení) tyče standardní zátěže

N n l / (E A) ∆ (2.9)

kde je podélná síla v tyči způsobená standardním zatížením; - konstrukční délka tyče, rovna vzdálenosti mezi body působení zatížení na tyč; - modul pružnosti; - hrubá plocha průřezu tyče; - limitní hodnota prodloužení (zkrácení).