~ hegskolen i oslo. 11a:~:t 2~' ~nekode: LO523M. I Antal! oppgaver; I Kalkulator. fagets formelsamling. generell formelsamling.

Transkript

1 - hegskolen i oslo r Emne: Dynamisk Belastede Konstruksjoner I Gruppe(r): 3MO,2MF nekode: LO523M 11a::t 2' Faglig veileder: A. Gjessing tksamenstid: 3 time1 -I) I EkSamensoppgaven besdr av: 'TiIlatte hjelpemidler: /Antall std-er (inkl: I forsiden): I Antal! oppgaver; I Antal! vedlegg: I Kalkulator. fagets formelsamling. generell formelsamling Kandidaten ma selv kontrollere at oppgavesettet er fullstendig. Ved eventuelle I uklarheter i oppgaveteksten skal du redegjere for de forutsetninger du legger tit grunn for lesningen.! Utarbeidet av Kontrollert av (en av disse): I Studieleders/ (faglzrer):.a. Gjessin ftkekl )(,..tc.a",1 r I I Fagkoordinators underskrift: Avdeling for ingenierutdanning. Cart Adelersgate Oslo. tit faks: iu@hio.no

2 Eksamen august Dynamisk Belastede Konstruksjoner. Oppgave 1, 2, 3, 4 og 5 teller like mye. Aile mellomregninger skal vises. Formelsamling vedlagt. Oppgave1, a. Definer: middelspenning, spenningsvidde og lastsykel med hjelp av en figur., b. Tegn geometriske forbedringer for detaljen i figur 2. < > Figl 1 c. Hvorfor gir shot peening en utmattningsfordel? 1 d. Forklar kort hvordan penetrantmeoden brukes for A FInne feil i materialer. 1 e. Forklar hva.stoppborring" kan brukes tit. Oppgave2 2a. Hva var det August Wohler jobbet med? 2b. Hva kalles Palmgren-Miner teorien? 2c. Hva er den vanligste testen man bruker til a finne utmattningsdata for et materiale? 2d. Hva er de 2 vanligste maten a forbedre utmattningsegenskapene til en eksisterende sveis pa? 2e. Forklar sekvenseffekten. Oppgave3 Akselen i figuren er utsatt for et vekslende kraft pa kn. Materialet er St Overflatefaktoren er CF = 0,89 St0rrelsefaktoren er Cs = 0,77 Kjervfaktoren er K,= 0,04 + 0,94 Kt Regn ut sikkerhet mot utmattningsbrudd for kjerven med hjelp av et Haig-diagram Tegn diagram met. D = 65mm d = 40mm F Eksamen august

3 Oppgave 4 En sveisedetalj blir belastet som vist under. Hvor mange sykler kan vi belaste den med forutsatt at vi skal ha sikkerhetsfaktor pa 3,0? Bruk linjr delskadeteori. Kraften varierer mellom 0 og 4 MN, samtidig varierer momentet mellom 0 og 20 knm. 150mm F ) M 1oLL Oppgave5 Sa. En star plate med en gjennamgaende sprekk er belastet med boymoment M Beregn kritisk momentbelastning. - Sb. Sjekk at del er riktig bruke LEBM. 0,050 m a 0,020 m b = 1,Om K. = 100MNm s, 0', 200 MN/m: M 1,0, -,,',.' I.,: M t. /. I.!{ Ii u I. Eksamen august 2006

4 Formelsamlin2 for Utmattnin2 02 Bruddmekanikk. Reduksjonsfaktorer for beregning av tillatt spcnning. CF: Overflatefaktoren Kf: Kjervfaktoren (Kt: Spenningskonsentrasjonsfaktoren, inngar i Kr) C : Sterrelsesfaktoren 5 SF: Sikkerhets faktoren CL: Last faktoren CE: MiJje og egenspenning faktor CF =1-0,22 (log Ra)O.64 'log au 0,45 (log Ra> 0,53 A Overflateruheten Ra i JUD. au i MPa =()" t J\ n=o,lo+o,ls.logkt c K,= +q(k.-l) ql = a = 0,0254 \ r kjervradius + r i= ( )=l 1-,. Ni 3. Spenningskonsentrasjoner (SCF) for sveiste detaljer. 4. Linjr Elastisk BruddMekanikk. LEBM K=f f = korrebjonfaktor, -ij;) t 2,5l J dn

5 I 6. Fasthcts og utmattningsdata Kvalitet St37-2, NS USt37-2 NS USt37-2 St37-3 St44-2 St44-3 NS 12)23 NS 12)24 NS NS R-O" FIytegrense MPa (2) Utmattingsfasthet (3) trykk Strekk Standard Dcsoksydasjofasthet Strekk- (I) MPa. Bsyning S 161t6<tStS6*3<t S 80 t 100 a - MPa ad - MPa D u R RR R RR St52-3 NS RR \ JS O:j:l60 130f:130 0:t: t O:t; 240 1) U = Utettet, R Halvtettet eller tettet, RR m Tettet og fmkombebandlet 2) Flytegrensen er avhengig av godstykkelsen t. 3) Basert pi Hutte I, 28 oppl. s :1:190 IS0::t:1S0 0:t: :1:150 O:t180 0:f:160 14S:f:14S 130:i: :!:190 O:t :t 225 Flytegrense MPa (2 Utrnattingsfasthet (3) R-au Strekk trykk Kvalitet Standard 'Des- Strekk. I oksydasjon fasthet. (1) MPa. Bsy- Ding I Is' 16 'l6<ts'ts'6t s'mj t l 0'0 - Mpa -MPa St5o..2 NS R 0:t ' :t.180 Of: :t210 St60-2 NS R O:t t f: NS R 0 :t; 300 I SS :t 240 0:t :t 240 O:t :t 280 I) U = Utettet. R - Halvtettet elier tettet. RR = Tettet og rmkombehandlet. 2) Flytegrensen er avhengig av godstykkelsen t. 3) Basertpi Hutte It 28 oppl. s Fomlelsamling - Bruddmekanikk

6 Kt 2.P Spenningskonsentrasjons Strekkbelastning Aksel moo avtrapping faktor Kt Z 1.9 J.\ f f I:L :4< '" i'c1 I i1, ' f' ,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0, , , rid 3 Formelsamling - Bruddmekanikk

7 Kt 3,0. i r J.) '" t=r (sirkulr) I "D/d= Q) :' Spenningskonsentrasjons faktor Kt Strekkbelastning Aksel moo kjerv,i ft I F -' : ,J , ,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22 0,24 0,26 0,28 0,30 rid 4. Formelsamling - Bruddmekanlkk

8 Kt 3, Spenningskonsentrasjons faktor Kt Torsjonsbelastning Aksel mad kjerv r rcr D d I -44-T ft \ ( ($irkulr} D/dp 1.6 'O/d= r:2 1.4 ' t:::{-:::;!::; t"'- r ,02 0,04 0, , ,22 0,24 0,26 0,28 0,30 0 rid $ Foimelsamling - Bruddmekanikk

9 Kt" 3, " 6 Spenningskonsentrasjons faktor Kt Beyning Aksel med avtrapping M{ r,- t } M '1\ U.2- 'd=1' 1/ O/"cr 1,0', ",.oki= 1.("5 ' , 7: " I""';:;::: '"'-, I 1.1 rid ,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22 0,24 0,26 0,28 0,30 6 Formelsamling - Bruddmekanikk

10 Kt f 2.6 Spenningskonsentrasjons faktor Kt Torsjon Aksel med avtrapping 2.4 T :J " jti :=f!l-4 ' 1.7 LL ,020,04 0,06 0,080,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22 0,240,26 0,28 0, rid 1 Formelsamling - Bruddmekanikk

11 Kt 3, Spenningskonsentrasjons faktor Kt 2.$ 2.4 (sitkulrer M B0yning Aksel med kjerv r-- r M 2.3 o ". 1= 1= lr' 1.6 \1\: " 1.5 1A "! 1:5 J:31 1?j -",.N: ' E I:: 1.3! 1.2' , ,080,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22 0,24 0,26 0,28 0,30 rid g Fomlelsamling - Bruddmekanikk