Upload
truongkiet
View
249
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
MAŠINSKI ELEMENTI
- NASTAVNE PREZENTACIJE -
OSNOVE KONSTRUISANJA MAŠINSKIH ELEMENATA- STEPENI SIGURNOSTI –
Prof. dr Biljana Marković dipl. ing.
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Bijana markoviProf. dr Bijana markovićć dipl. ing. dipl. ing.
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAVrste opterećenja
Код прорачуна и избора димензија мора бити обезбеђено да машински део може да пренесе
оптерећења у експлоатационим условима без
појаве граничних стања.
То ће бити обезбеђено уколико у критичним
пресецима радни напони не прекораче дозвољене
вредности.
Дозвољени напон зависи углавном од врсте материјала, врсте напрезања, карактера промене оптерећења, али и од геометријског облика делова и осталих утицаја у
експлоатационим условима (температура, заостали
напони, слаба места у материјалу, корозија, итд.).
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAVrste opterećenja
Димензионисање делова врши се према врсти граничног стања, односно када део није више у стању да врши
задату функцију. Најчешћа гранична стања (оштећења) су:недозвољено велике деформације,насилни лом,заморни лом,ширење прслина (механика лома),нестабилност (нпр. динамичка, извијање),механичка оштећења (нпр. хабање, скидање),хемијска оштећења (нпр. корозија).
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAVrste opterećenja
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAVrste opterećenja
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAKritični naponi
Напони који доводе до појаве критичних стања у машинском делу називају се критичникритични напонинапони.
СтатичкоСтатичко разарањеразарање (лом) настаје при статичком
или прогресивно растућем оптерећењу и одликује се крупном и тамном структуром прелома са
траговима чупања кристала.
Динамички лом од савијања
код обртних делова Динамички лом од
увијања
Динамички лом од
савијања
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATATipični oblici razaranja
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAKritični naponi
ДинамичкоДинамичко разарањеразарање делова настаје код вишекратне
промене напона. Издржљивост материјала зависи од
расподеле напона у попречном пресеку дела.
Услед геометријског или металуршког зареза долази до неравномерне расподеле односно концентрације
напона и локалног замора материјала.
Последица тога је појава микро напрслине, која се
постепено шири све док на крају не дође до насилног
лома преосталог дела.
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dProf. drr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAKritični naponi statički opterećenih delova
KritiKritiččni naponi statini naponi statiččki optereki optereććenih enih dijelovadijelova
ХипотезаХипотеза оо највећемнајвећем нормалномнормалном напонунапону (HN) (HN) заза кртекрте материјалематеријале
krkr//krkr=1=1
ОвдеОвде сесе уводиуводи претпоставкапретпоставка дада ломлом настајенастаје нормалнонормално нана правацправац највећегнајвећег нормалногнормалног напонанапона. . УколикоУколико напоннапон прекорачипрекорачи меродавнумеродавну карактеристикукарактеристику чврстоћечврстоће материјаламатеријала ( (RRmm) ) настајенастаје ломлом..
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAHipoteze o čvrstoći materijala
22 45,0 v
ХипотезаХипотеза укупногукупног радарада заза изазивањеизазивање одговарајућеодговарајуће деформациједеформације (HDR) (HDR) заза жилавежилаве материјалематеријале ((krkr//krkr=1,73).=1,73). ОвдеОвде јеје критеријумкритеријум укупнеукупне енергијеенергије утрошенеутрошене нана еластичнуеластичну деформацијудеформацију елементаелемента телатела. . УколикоУколико сесе прекорачипрекорачи дозвољенадозвољена вредноствредност, , ондаонда долазидолази додо пластичнихпластичних деформацијадеформација. . УУ поређењупоређењу саса експерименталнимексперименталним резултатимарезултатима оваова хипотезахипотеза даједајенајбољенајбоље резултатерезултате..
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAHipoteze o čvrstoći materijala
22 3 v
ХипотезаХипотеза највећегнајвећег тангентногтангентног напонанапона (HS) (HS) заза жилавежилаве материјалематеријале саса јаснојасно израженомизраженом границомграницом течењатечења, ,
krkr//krkr==22
КодКод овеове хипотезехипотезе додо ломалома ((смицањасмицања) ) долазидолази уследуслед највећегнајвећег тангентногтангентног напонанапона..
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAHipoteze o čvrstoći materijala
22 4 v
Ako se ekvivalentni napon svodi na normaln napon, onda se uvodi odnos kritičnih napona α0 kao:
•• Te se prema hipotezama HDR i HN dobijaTe se prema hipotezama HDR i HN dobija
20
2 45,0 ffv
doz
doz
kr
kr
..0
202 3 tfv HDR HDR
HV HV
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAHipoteze o čvrstoći materijala
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAHipoteze o čvrstoći materijala
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
D N const=m .
N
N
D
NDlog N
log N
D
ND
N
n
DinamiDinamiččka izdrka izdržžljivost ljivost –– Velerova kriva Velerova kriva
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAKritični naponi
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAKritični naponi
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
Smitov dijagram – područje dozvoljenih napona
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAKritični naponi
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
ПараметриПараметри трајнетрајне динамичкединамичке издржљивостииздржљивости
•• приближнеприближне вредностивредности –– књигакњига, , табелатабела 13.3. , 13.3. , заза затезањезатезање, , смицањесмицање, , савијањесавијање ии
•• увијањеувијање•• ЗаЗа реалнереалне материјалематеријале ии практичнупрактичну применупримену користитикористити СмитовеСмитове дијаграмедијаграме ПП13-1313-13
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAKritični naponi
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
F
F
k
k
Re
..
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAEfakat zeraza, koncentracija napona
+ 1
Koncentracija naponaKoncentracija napona
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI DrDr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI
Prof. dProf. drr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
Efekat zareza na tehniEfekat zareza na tehniččkim komponentamakim komponentama
M t
F
F
F
F
zarezi
presovanje
FF
spojevi
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAEfakat zeraza, koncentracija napona
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI DrDr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI
Prof. dProf. drr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
Tok silnica na zarezanoj epruvetiTok silnica na zarezanoj epruvetiusljed zatezanjausljed zatezanja
F F
F F
a b
a) Vanjski zarez
b) Unutrašnji zarez
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAEfakat zeraza, koncentracija napona
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dProf. drr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
uključak
Površine• hrapavost• ogrebotine• inicijalne pukotine
Unutrašnja oštećenja• šupljine• pukotine • naslage• uključci
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAEfakat zeraza, koncentracija napona
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dProf. drr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
F
F
A0
Ak
nk
Mogući efekti sa stanovišta sigurnosti:a) Povećanje nominalnih naponab) Smanjenje sekundarnih naponac) Prekomjerni naponi na korjenu zareza d) Višeosno stanje napona
Napomena a) uticaj redukcije preseka
nominalni napon u odnosu na najmanju površinu
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAEfakat zeraza, koncentracija napona
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dProf. drr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
F
znk
S
Akbnk
F
nk
max
F
c) koncentracija napona na korjenu zareza
b) Razvoj sekundarnog napona
Napon na savijanje usljed zareza sa jedne strane
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAEfakat zeraza, koncentracija napona
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dProf. drr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
c) Multiosno stanje napona u području zareza
F
F
A0
Ak
nk x
y
z
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAEfakat zeraza, koncentracija napona
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dProf. drr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
Definicija faktora koncentracije napona Definicija faktora koncentracije napona za zatezanjeza zatezanje, , savijanjesavijanje i uvijanjei uvijanje
tnk
t max
bnk
b max
tor nk
tor max
Mt
Mt
Mb
Mb
F
F
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAEfakat zeraza, koncentracija napona
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dProf. drr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
Poprečni presek korena zareza
maxn
Uvijanje Tt
Kružni poprečni presek sa zarezom
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAEfakat zeraza, koncentracija napona
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dProf. drr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATARadni naponi
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
max
debljina s << d
b
8
8
n
o
o
k
d/b0 0,5 1
2,0
2,5
3,0
s b F ; d)-(b s
F on
nkmax (For d/b 0: KIRSCH´s solution; ZVDI 1902)
Grafik konc. napona
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAEfakat zeraza, koncentracija napona
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dProf. drr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
a2 BF n
0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
/t 0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
0,10
0,15
0,20
0,250,30
0,400,450,500,751,00
2,002,503,00
Ploča sa 2 U-zarezapod naponom na zatezanje
H
B
2a F
t
2a/H
0,35
1,50
4,00
F
Grafik faktora konc. napona
(For d/b 0: KIRSCH´s solution; ZVDI 1902)OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAEfakat zeraza, koncentracija napona
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dProf. drr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
K.5.5.4.6.1 101_1011 E 000112 31
Faktor koncentracije naponaFaktor koncentracije napona
= 3
(For d/b 0: KIRSCH´s solution; ZVDI 1902)OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAEfakat zeraza, koncentracija napona
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dProf. drr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
K.5.5.4.6.1 101_1010 E 000112 32
Faktor koncentracije naponaFaktor koncentracije napona
2
(For d/b 0: KIRSCH´s solution; ZVDI 1902)OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAEfakat zeraza, koncentracija napona
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dProf. drr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
K.5.5.4.6.1 101_1009 E 000112 33
Faktor koncentracije naponaFaktor koncentracije napona KtKt
(For d/b 0: KIRSCH´s solution; ZVDI 1902)OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAEfakat zeraza, koncentracija napona
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dProf. drr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
K.5.5.4.6.1 101_1008 E 000112 34
Faktor koncentracije napona Kt
(For d/b 0: KIRSCH´s solution; ZVDI 1902)OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAEfakat zeraza, koncentracija napona
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dProf. drr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
K.5.5.4.6.1 101_1005 E 000112 35
Grafik koncentracije napona
= 0°
(For d/b 0: KIRSCH´s solution; ZVDI 1902)OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAEfakat zeraza, koncentracija napona
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dProf. drr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
Rotaciono simetrični štap izložen savijanju sa zarezom po obodu
0 90 120 140 160 180
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
9
8
7
6
5
4
3
2
1
t/(a+t)0,00
0,10
0,20
0,300,400,500,600,700,800,90
t/
M M
ta
(For d/b 0: KIRSCH´s solution; ZVDI 1902)OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAEfakat zeraza, koncentracija napona
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dProf. drr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
Rotaciono simetrični štap izložen zatezanju sa zarezom po oboduOmega in degrees0
90 120 140 160 180
8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
8
7
6
5
4
3
2
1
t/(a+t)
0,00
0,10
0,20
0,30
0,400,500,600,700,800,90
t/
F F
ta
Grafik konc. napona
(For d/b 0: KIRSCH´s solution; ZVDI 1902)OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAEfakat zeraza, koncentracija napona
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dProf. drr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
K.5.5.4.6.1 101_1007 E 000112 38
Faktor koncentracije naponaFaktor koncentracije napona Kb
(For d/b 0: KIRSCH´s solution; ZVDI 1902)OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAEfakat zeraza, koncentracija napona
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dProf. drr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
K.5.5.4.6.1 101_1006 E 000112 39
Faktor koncentracije napona Kz
(For d/b 0: KIRSCH´s solution; ZVDI 1902)OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAEfakat zeraza, koncentracija napona
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dProf. drr Biljana Markovi Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
Da bi maDa bi maššinski deo ispravno i sigurno vrinski deo ispravno i sigurno vrššio svoju io svoju funkciju, u toku rada ne sme da dofunkciju, u toku rada ne sme da dođđe do pojave e do pojave kritikritiččnog stanja. To je ispunjeno ukoliko je radni nog stanja. To je ispunjeno ukoliko je radni napon manji od kritinapon manji od kritiččnog. nog.
Zbog toga se uvodi stepen sigurnosti kao odnos Zbog toga se uvodi stepen sigurnosti kao odnos kritikritiččnog nog [] i radnog napona i radnog napona
S Smin=1,25
Stepen sigurnosti i dozvoljeni naponStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
Kod statiKod statiččki optereki optereććenih maenih maššinskih delova inskih delova kritikritiččni napon ni napon (zavisno od vrste materijala) (zavisno od vrste materijala) je je jednak granici tejednak granici teččenja enja RRee, pa se stati, pa se statiččki ki stepen sigurnosti odrestepen sigurnosti određđuje prema: uje prema:
e
TRS
- - merodavnimerodavni radni naponradni napon
ST = 1,2 - 1,8
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
КодКод статичкистатички оптерећенихоптерећених машинскихмашинских деловаделова критикритичнични напоннапон жилавихжилавих материјаламатеријала јеје једнакједнак границиграници течтечењаења
((номиналнаноминална вредноствредност) ) RReeNN, , аа кртихкртих материјаламатеријала статичстатичкојкој чврстоћичврстоћи ((номиналнаноминална вредноствредност)) RRmmNN
Стварне вредности су: RRmm == ККt t ·· RRmmNN ККt t –– tehnolo tehnološški faktor ki faktor –– uticaj veli uticaj veliččine preseka na statiine preseka na statiččku ku ččvrstovrstoćću dela, u dela, odn. granicu teodn. granicu teččenja enja ПП13-1813-18
8,1....2,1minmax
FNe
F SR
S
течење
0,3....5,1minmax
BNm
B SR
Sлом
maxmax - максимални статички радни напон
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
Nosivost Nosivost mamaššinskog dela je najveinskog dela je najvećće e optereoptereććenje koje maenje koje maššinski deo moinski deo možže prenositi e prenositi u radnom veku, pod odreu radnom veku, pod određđenim uslovima sa enim uslovima sa sigurnosigurnošćšću da neu da nećće nastupiti kritie nastupiti kritiččno stanje.no stanje.
To je optereTo je optereććenje koje odgovara dozvoljenom enje koje odgovara dozvoljenom naponunaponu.
Sdoz
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
DinamiDinamiččki stepen sigurnostiki stepen sigurnosti
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
a
AMA
g
DMD S;S
DinamiDinamiččki stepen sigurnostiki stepen sigurnosti
k
DDM
k
DDM ;
321321
SD = 1,25 - 2,0
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
Uticajni parametri na dinamiUticajni parametri na dinamiččku izdrku izdržžljivostljivost• β = efektivni faktor koncentracije napona, obrasci u knjizi
13.20., 13.21., 13.22., 13.23.• Kvalitet površine delova (uticaja hrapavosti površine) - ξ2 Sada faktor Ko – П13-17• ξ1 - Veličina delova, tehnološki faktor- Kt (П13-18a,b),
geometrijski faktor veličine - Kg (П13-18в, savijanje i uvijanje, 1- za zatezanje/pritisak), geometrijski faktor oblika Kα (П13-18г).
• ξ3 - faktor uticaja stanja površinskog sloja (ojačanja površinskog sloja), - Kv – П13-19.
• Faktor konstrukcije KDσ i KDτ, knjiga, obrasci 13.24 i 13.25
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
SSloložženo naprezanjeno naprezanje e –– prvo se izra prvo se izraččunavaju parcijalni unavaju parcijalni stepeni, pa ukupan stepen sigurnosti stepeni, pa ukupan stepen sigurnosti
IIstorodnstorodnaa naprezanja naprezanja:: zt
zt
fz
fz
SSSSS;
SSSS
S
Kod raznorodnih naprezanjaKod raznorodnih naprezanja ukupni stepen sigurnosti ukupni stepen sigurnosti za za žžilaveilave (HDR) (HDR) i krtei krte (HN) (HN) materijalematerijale iznosiiznosi
22
SS
SSS
22 42
SSS
SSS
HDRHDR HNHN
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
Ukupni stepen sigurnosti se moUkupni stepen sigurnosti se možže izrae izraččunati i preko unati i preko hipoteze o ekvivalentnimhipoteze o ekvivalentnim naponima naponima
EkvivalentniEkvivalentni napon sveden na zatezanje napon sveden na zatezanje::
fkr
zkrfzv
;
v
zkrS
Ukupni stepen sigurnosti iznosiUkupni stepen sigurnosti iznosi
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
Kod tangentnih i normalnih napona, Kod tangentnih i normalnih napona, ekvivalentniekvivalentni napon sveden na normalni naponnapon sveden na normalni napon::
202 3 tfv
2
02 45,0 tffv
HDRHDR
HNHN
v
krS
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
Uvod
Kapacitet opterećenja (otpornost) R
Određivanje na bazi testova
OdreOdređđivanje kapaciteta optereivanje kapaciteta optereććenja Renja R
Zahtjevani prototipovi, često nedostupni Ispitivanja komponeneti, zahtjevani novi testovi
u slučaju modifikacije! Visoki troškovi! Veliki utrošak vremena! Visoka sigurnost!
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
Određivanje karakteristika materijala i konverzija u geometriju I stanje napona:
u praksi je veoma čest proces! teorijski izvodljivo nesigurnost tokom modeliranja (pojednostavljenja) niži troškovi (ali savremene metode mogu biti skupe!) moguće bez prototipova čuvanje vremena
Problem:
Uticaj kapaciteta opterećenja R je često poznat, ali transfer funkcija između karakterisitika materijala eksperimentalno određenih proizvoljnih komponeneti je još uvijek predmet istraživanja!
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
Materijal• vrsta• stanje
Vrsta opterećenja• zatezanje/pritisak• savijanje• uvijanje• kombinacija
Priroda opterećenja• konstantno• kontinuirano • promjenjivo• udarno
Stanje napona• višeosni naponi• gradijent napona• zaostali naponi
Sredina• temperatura• sredstvo• zračenja • ili drugi uticaji
Uticaj zavisan od komponente• površina• veličina• tehnološki uticaj
Kapacitet opterećenja R?
Uticaj kapaciteta optereUticaj kapaciteta optereććenja komponentienja komponenti
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
Stepen sigurnosti S
- Višestrukim ograničenjem se pokazuje da u praksi često nije moguće točno odrediti kapacitet opterećenja-R! - Zato se primjenjuje faktor sigurnosti, prilagođen pojedinačnim slučajevima!
- Veličina ovog faktor je dakle izraz je nesigurnosti u dimenzionisanju!
Stepen sigurnosti SStepen sigurnosti S
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
54
Apsolutna sigirnost nije moguća!!
Ne postoje generalno validovana pravila za određivanaje stepena sigurnosti!
Ovdje je samo par preporuka!!!
Stepen sigurnosti SStepen sigurnosti S
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
Preporuke za određivanje stepena sigurnosti:- Ne postoji opšte važeće pravilo za određivanje zahtjevanog stepena sigurnosti S. Ako je S stepen nije definisan u propisima, tada se odluka zahtjeva u svakom pojedinačnom slučaju.ČČek lista za odreek lista za određđivanje stepena S:ivanje stepena S: 1) Koje su posljedice otkaza ove komponente? 2) Koja je sigurnost opterećenja (sila) ? 3) Koji je tačan metod za proračun ? 4) Šta je poznato od konstanti vezanih za materijal ?- rasipanje rezultata ? - garancija minimalne vrijednosti? - sertifikat za metarijal? - zaostali napon? - da li su dostupni kratkoročni ili dugoročni testovi? - promjena oblika ponašanja (prekid izduženja)?5) materijal- ili poluproizvod napr. x- zraci, ultrazvučni testovi
Stepen sigurnosti SStepen sigurnosti S
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
Stepen sigurnosti SStepen sigurnosti S 6) kontrola proizvodnje ? napr. Provjera zavarenih spojeva (X-zraci)
termička obrada (zapisivanje temperature?) mašinska obrada? stanje površine
7) kontrola montaže (sklopova) ? 8) provjera pritiska (mjerne trake) ? 9) rizik od korozije, anti-korozivno prekrivanje?10) moguće operativne greške ? 11) neki vid opterećenja tokom operacije, drugačiji od onog koji je ukuljučen u proračun? 12) sigurnosni uređaji za ograničavanje opterećenja i temperature? 13) termalni naponi (širenje) tokom opreacije?
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
nSSSSS ......21min
Pojedinačna nesigurnost se može razmatrati određivanjem odgovarajućih stepena sigurnosti. To čini proces dimenzionosanja više transparentnim.
Pristup za odrePristup za određđivanje razliivanje različčitih uticaja na Sitih uticaja na S
Na primjer:S1 - nesigurnost vezana za prepostavljeno opterećenjeS2 - raspršivanje vrijednosti konstanti materijalaS3 - zahtjev za sigurnost tokom korištenja opreme
(napr. sigurnost ljudi)... - ....
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
Izraziti izduženje u % !
Statiči napon T < TG R za kratke periode ispitivanja
2,150/A2S 5min,F
Prema VDI-uputstvu 2226
Uputstvo za odreUputstvo za određđivanje Sivanje S
- Ne koristiti šematski pristup! - Koristiti niže vrijednosti za Smin
- Lom Rm : SF = 2 ... 4
- Deformacija Re , RD : SY = 1,2 ... 2 (1,1)
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
R testovi kratki-period ispitivanja extrapolacija ( napr. za 105 h )
za Rp1/105 : Sf min 1 1
1% - 100 000 h – granica permanentnog izduženja
R za realne (duži- period) testove
StatiStatičči napon i napon T > T T > TG G puzanjepuzanje
- lom Rm/105 : SB = 1,5 ... 2- deformacija Rp1/105 : SF = 1,2 ... 1,5
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
Zamorni otkaz RA (m )SD = 2 ... 3
NaizmjeniNaizmjeniččni naponini naponi
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
Oblikovanje s obzirom na materijalOblikovanje s obzirom na materijalIzbor materijala zavisi od:• Naprezanje• Funkcija• Izrada• ReciklažaČelici: nisko i visoko legirani čelici (sadržaj C < ili > 5%)Opšti konstrukcioni čeliciČelici za poboljšanjeČelici za cementacijuLiveno gvožđe (sivi liv, nodularni liv) Čelični liv (karakteristike čelike i livenog gvožđa)Temper liv (beli i crni temper)Sinterovani materijali (ne mogu topljenjem, delovi za ležaje i filtere)
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAStepen sigurnosti i dozvoljeni napon
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.
Oblikovanje u kalupuma
•Livenje•Sinterovanje
Skidanjestrugotina
•Probijanje•Prosecanje•Struganje•Glodanje•Bušenje•Brušenje•Honovanje•Erodiranje
Spajanje
•Zavarivanje•Lemljenje•Lepljenje
Deformacija
•Kovanje•Valjanje•Savijanje•Izvlačenje•Istiskivanje
Posebna obrada
•Otvrdnjavanje•Magnetiziranje
POSTUPCI IZRADE prema DIN 8580
OSNOVE MAŠINSKIH ELEMENATAPostupci izrade
Oblikovanje sa aspekta izrade (tehnologiOblikovanje sa aspekta izrade (tehnologiččnost)nost)
MAMAŠŠINSKI ELEMENTIINSKI ELEMENTI Prof. dr Biljana MarkoviProf. dr Biljana Markovićć dipl. ing. dipl. ing.