Masinaelementide ja peenmehaanika õppetool Kodutöö nr 2

Masinaelementide ja peenmehaanika õppetool
Kodutöö nr 2 õppeaines TUGEVUSÕPETUS II (MHE0012)
Variant
A
B
Üliõpilane, rühm
Töö nimetus
Pingekontsentraatoriga varda vastupidavus tsüklilisele paindekoormusele
Расчет на прочность при учете влияния концентраторов напряжения и
расчет на усталость
Üliõpilaskood Esitamise kuupäev
Õppejõud
A. Sivitski
Astmega ümarvarras on konsoolselt kinnitatud
korpusesse. Ümarvarda otsale, kaugusel L korpuse
seinast, mõjub ajas sümmeetrilise tsükliga muutuv
punktjõud F = (Fmin ... Fmax) (kusjuures Fmin = - Fmax).
Varras on valmistatud terasest E295 DIN EN 10025-2
(voolepiir Re = 295 MPa ja tugevuspiir Rm = 470 MPa), varda
töötemperatuur on kuni T = 120 °C ja tulemuse
usaldatavus peab olema 99 %. Varda pinnakaredus
ohtlikus kohas on Ra = 3,2 µm.
Dimensioneerida varras ja arvutada koormustsüklite arv
kuni varda purunemiseni.
Varda mõõtmed valida vastavalt üliõpilaskoodi viimasele
numbrile A. Varda koormus valida vastavalt
üliõpilaskoodi eelviimasele numbrile B.
Ступенчатый стержень с круглым сечением консольно
закреплен в корпусе. На конец стержня на расстоянии L
от места жесткого закрепления приложена циклическая
нагрузка F = (Fmin ... Fmax) (причем Fmin = - Fmax). Стержень
изготовлен из стали E295 DIN EN 10025-2
Соотношение
диаметров стержня
выбрать
по
последней цифре кода студента А. Величину
циклической нагрузки выбрать по предпоследней
цифре кода студента В.
(предел текучести Re = 295 MPa и предел прочности
Rm = 470 MPa), рабочая температура T = 120 °C и
вероянтость безотказной работы детали 99%.
Шероховатость поверхности в части, где находится
самое опасное сечение детали Ra = 3,2 µm. Определить
размеры сечения стержня и вычислить сколько циклов
способен выдержать стержень без разрушения.
Vajalikud etapid (Этапы решения):
Vajalikud etapid:
1. Koostada koormuse suurimale väärtusele Fmax vastav paindemomendi M epüür, koostada painde tugevustingimus ning
arvutada varda peenema osa läbimõõt d, võttes varuteguri nõutavaks väärtuseks [S] = 4 ja ümmardades tulemuse
täismillimeetriteks;
Составить эпюру изгибающего момента М. Вычислить минимально допускаемый диаметр стержня d в целых
миллиметрах из условия прочности при изгибе, при значении требуемого коэффициента запаса прочности
[S] = 4.
2. Arvutada etteantud seosest varda jämedama osa läbimõõt D, ümmardades tulemuse täismillimeetriteks, ja raadius
seosest R = 0,2(D – d). Koostada varda ohtliku koha eskiis (mõõtkavas 1:1);
Вычислить диаметр большей части стержня D в целых миллиметрах и радиус скругления R = 0,2(D – d).
Сделать эскиз опасного сечения в масштабе 1:1.
3. Määrata ülemineku B staatika pingekontsentratsiooniteguri K väärtus ning arvutada pingekontsentratsiooniteguri
väärtus tsüklilisel koormusel K-1;
Определить статический коэф. концентратора напряжения K в сечении B и коэф. концентратора напряжения
при действии циклической нагрузки K-1;
4. Koostada pingekontsentraatoriga ristlõike B ohtlike punktide kohaliku pinge ajalist muutust näitav graafik;
Составить график изменения во времени местных напряжений в самом опасном сечении B.
5. Arvutada materjali pöördpainde väsimuspiir seosega σ-1 = 0,5Rm;
Вычислить предел выносливости материала по формуле σ-1 = 0,5Rm;
6. Arvutada ristlõike B kohalik väsimuspiir , kasutades väsimuspiiri alanemise tegurit, mille väärtus tuleb seosest
K = KkKmKpKtKu, kus (vt harjutustunni näide):
Вычислить местный предел выносливости материала σ -1 (D), используя коэф. понижения предела
выносливости:
Kk on koormusliigitegur, коэф. нагружения
Km on mastaabitegur, mille tarvis ristlõike ekvivalentne läbimõõt arvutada seosega коэф. размеров
Kp on pinnakaredustegur, коэф. шероховатости
Kt on temperatuuritegur, mille väärtus valida kõrvaltoodud tabelist, коэф. температуры
Ku on usaldatavustegur, mille väärtus valida alltoodud tabelist; коэф. безотказной работы
7. Koostada ristlõike B kohalik väsimusgraafik, võttes 1000 pingetsükli tingliku väsimuspiiri väärtuseks σ -1 (D) = 0,9Rm,
ning määrata (arvutada) eeldatav pingetsüklite arv purunemiseni;
Составить график усталостной кривой при учете, что 1000 циклам соответствует предел выносливости
σ -1 (D) = 0,9Rm.
8. Formuleerida ülesande vastus
Записать ответ.
Varda mõõtmed vastavalt üliõpilaskoodi viimasele numbrile A
Размеры стержня выбрать по последней цифре кода студента А
Varda koormus vastavalt üliõpilaskoodi eelviimasele numbrile B
Нагрузку на стержень выбрать по предпоследней цифре кода студента B
Hindamistabel (täidab õppejõud) (заполняет преподаватель)
Lahendi õigsus
Sisu selgitused
Illustratsioonid
Точность решения
Пояснения к решению
Схемы и чертежи
Tähiste seletused
Пояснения к символам
Korrektsus
Оформление,
структура работы
Kokku
Оценка