løsningsforslag sveiseforbindelser statisk

Transkript

1 løsningsorslag eorindelser statisk OPPGVE 1 To plater med mål som vist i iguren under, es sammen med V-uge. Strekkraten F =. N, platematerialet er S5JR, materialkoeisienten settes lik 1,1 og lastkoeisienten lik 1,5. a) estem spenningen i en. Spenningen i en = opptredende spenning. F 1,5 o 11.5N/mm t 1 8 ) Hvor stor er utnyttelsesgraden av en? Dimensonerende spenning: y 5 d 1,N/mm 1,1 Utnyttelsesgraden av en: o 11,5 1% 5% 1, d OPPGVE Figuren under viser en overlappskøt utørt med to kiler. Strekkraten F = 1. N og platematerialet er S75. a) Dimensoner ene på iguren. a maks t sin 45 1 sin 45 8,5mm velger a = 8mm Spenning (opptredende) i kilene: o d sv u Setter: d F a l u sv F sv 1 1,5 1,5,85 l 4.1mm Velger l = 45mm a 8 4 u Henning Johansen side 1

2 løsningsorslag eorindelser statisk OPPGVE, orts. ) Hvor stor må redden på lattstålet være? Setter: o d F t y F t y 1 1,5 1,1 5mm 1 75 OPPGVE En rørormet torsonsaksel med diameter Ø /5mm er skøtt med en utt. aterialet i akselen er S55. a) Hvor stort vrimoment kan overøres? Vrispenning: v v p v p p 4 4 D d 1 D mm Opptredende spenning = evnørende spenning: o d y Setter: d y y 55 18,N / mm 1.1 Vrimomentet: v p 18,.7.Nmm.7Nm 1,5 Henning Johansen side

3 løsningsorslag eorindelser statisk OPPGVE 4 Et løteøre av 15mm plate, som vist i iguren under, er t ast på langsidene med kil. a) eregn evnørende spenning i en. øyespenning i en: F l y h 1 h 5 1 1, Spenninger normalt på ens lengderetning: 7,5N / mm sin 45 7,5 47,7N / mm Spenninger paraelt med ens lengderetning: F 5 1 1,5 7,5N / mm a l 1 1 Opptredende spenning = evnørende spenning: o 47,5 47,5 7,5 115,1N / mm Henning Johansen side

4 løsningsorslag eorindelser statisk OPPGVE 5 Figuren under viser et rørstykke som er mm langt og påt en arm på15mm. Røret er estet til en vegg med kil, a-mål lik 5mm, og elastes med en rolig virkende krat F = 1.N. ateriale er S55. a) Kontroer en. øyning: y F 4 l 1 D d D ,5 1,N / mm , 87,1N / mm Vridning: v v v v p v r p v F l 4 D d 1 D , ,N / mm Opptredende spenning = evnørende spenning: Kontro: u v 87,1 87,1 4, ,7 45, OK! 1,5,9 191,7N / mm Henning Johansen side 4

5 løsningsorslag eorindelser statisk OPPGVE Den te konstruksonen i iguren under elastes med en krat på F =,5kN. har a-mål lik 5mm. y y 1 N a) Gør passende antagelser om lastoverøring, og eregn evnørende spenning i en i punktene, og C. 1 Tyngdepunkt, : 1 5 y Treghetsmoment, : mm ,11 8 mm 4 Skærspenning: F vertikal,5 1 1,5 45 5,8N / mm Henning Johansen side 5

6 løsningsorslag eorindelser statisk OPPGVE, orts. øyespenning: F y l y pkt. ),5 1 1, , ,8N / mm pkt. ) pkt. C) C,5 1 1, , ,8N / mm,5 1 1, ,N / mm 8 1,11 Jevnørende spenning (= opptredende spenning): pkt. ) 15,8 89,N / mm pkt. ) pkt. C) C 89,,8N/ mm 9,8 4,N / mm 4,,8N/ mm 171, 11,1N / mm 89, 4,,8 178,N / mm 1,4N / mm 11,1 11,1,8 44,9N / mm Henning Johansen side

7 løsningsorslag eorindelser statisk OPPGVE 7 Figuren under viser en snor som er elastet med en krat F = 1kN. Snora løper over en trinse og er estet i veggen. Trinsen er lagret på to stk. - elker. -elkene er t til veggen som vist i iguren. aterialet i elkene er S75. a) Kontroer en. Normalkrat : F=1kN Skærkrat : T=N=1kN øyemoment : T ,5 5 7,5 1 7 Nmm Treghetsmoment : ruker Steiners ormel, a, og deler opp en i ire later. = Summen av latenes treghetsmoment om egen tyngdepunktsakse + latenes areal ganger avstanden opphøyd i annen ra latens tyngdepunkt til latenes ees tyngdepunkt. De ire er / later er ae rektangulære, så or en late om eget tyngdepunkt gelder h sv 9 7 1, , 1 mm 1 1 SPENNNGER FLENS -: øyespenning: 7,5 1 7 y 17,9N / mm (trykk) 7, 1 sv Normalspenning:,9 157,N / mm N N F 1 1 1,5 N 4,9N / mm (trykk) sv N N N N 4,9 17,N / mm Henning Johansen side 7

8 løsningsorslag eorindelser statisk OPPGVE 7, orts. Jevnørende spenning: 157, 17, 157, 17, 5,4N / mm N SPENNNGER STEG -: øyespenning: N 7, y 18,N / mm (trykk) 7, 1 sv 18, 18,9N / mm Normalspenning (som i lens -): N 4,9 17,N / mm N N Skærspenning: T vertikal 1 1 1, ,9N / mm Jevnørende spenning: N N 18,9 17, 18,9 17, 4,9,N / mm Kontro: størst u 4 5,4 44,7 OK! 1,5,85 og u N 4 157, 17, 1,5 175, 44, OK! Henning Johansen side 8

9 løsningsorslag eorindelser statisk OPPGVE 8 Figuren under viser en vinkelarm av materiale S55. Vinkelarmen er estet til en aksel som utsettes or en påkenning (stangkrat) F 1 =,5kN (som gir stangkraten F =,kn). Sveisen er utørt som en kil med a-mål på 5mm. F l=1 4 T F1 8 a) Kontroer en. Strekkrat: Skærkrat: F F1 sin 4,5 sin 4 1,kN T F1 cos 4,5 cos 4 1,9 kn øyemoment: T l 1,9 1 1,5 1 45, 1 Nmm 5 4 Treghetsmoment : SNTT -: øyespenning: sv ,7 1 mm sv y 45, 1 5, ,1N / mm 4,1,5N / mm Henning Johansen side 9

10 løsningsorslag eorindelser statisk OPPGVE 8, orts. Normalspenning: F F F F F sv 1, ,5 8,1N / mm F F F,1,N / mm Jevnørende spenning:,5,,5, 5,N / mm F F SNTT -: øyespenning: y sv 45, 1 5,7 1 7,N / mm 7,,1N / mm Skærspenning: T vertikal 1,9 1 1,5 5 4,8N / mm Normalspenning (som i snitt -): F,1,N / mm F F Jevnørende spenning: F F,1,,1, 4,8 57,N / mm Henning Johansen side 1

11 løsningsorslag eorindelser statisk OPPGVE 8, orts. størst Kontro: u 51 5, 45, OK! 1,5,9 og u F 51,5, 1,5,7 48, OK! Henning Johansen side 11

12 løsningsorslag eorindelser statisk OPPGVE 9 Figuren under viser en konso estående av en HE 1 elke. elken er elastet med F = 1kN (ruddgrensetilstanden, F d = 1kN) i avstand e = 5mm ra innestingen. Konsoen es med kil (manue ing). (Vanligvis es det rundt hele proilet.) aterialasthet y ( F ) = 5N/mm. Rundt lensene velges kil med a = 7mm. Langs livplate velges kil med a = 5mm. a) Kontroer kilen. øyemoment: F e 11 1,5 5 7,5 1 Nmm Treghetsmoment : sv ,5 8 7,5 5, 1 mm SNTT -: øyespenning: sv 7,5 1 y 5, ,4N / mm 17,4 9,1N / mm Jevnørende spenning: 9,1 9,1 18,N / mm Henning Johansen side 1

13 løsningsorslag eorindelser statisk OPPGVE 9, orts. SNTT -: øyespenning: 7,5 1 y 5, 1 sv 14 7,N / mm 7, 5,9N / mm Skærspenning: T vertikal 1 1 1,5 144,N / mm 14 5 Jevnørende spenning: 5,9 5,9 144, 7,1N / mm Kontro: størst u 7,1, OK! 1,5,8 og u 5,9,1 1,5 5,9 88, OK! Henning Johansen side 1

14 løsningsorslag eorindelser statisk OPPGVE 1 Figuren under viser et lattstål, 1mm, som er estet til en vegg med tosidig kil. aterialasthet y ( F) = 5N/mm. Sveisemetode enyttet er manue ueing. ruddgrenselasten (F d ) er: ) Kraten N = 15kN (Se igur) og virker sentrisk i lattstålet. a) Kontroer grunnmaterialet Normalspenning: N ,5 opptr. 11,5N / mm t 1 Kontro: o d y 5 11,5 1, OK! 1,1 ) eregn kilens a-mål (etter NS, kilens kapasitet - metode ) Sveisens kapasitet pr. lengdeenhet kan eregnes uavhengig av kratens retning i orhold til ens orientering. F, d, d a N/mm Sveisens dimensonerende skærspenning: u 1 1, d τd 7,8N/mm γ β 1,5,8 F F, d, d a l sv γ F a l sv,d Velger a = mm F sin,d 1,5 15 1,7mm 1 7,8 sin Henning Johansen side 14

15 løsningsorslag eorindelser statisk OPPGVE 1, orts. c) Kontroer en(etter NS, kilens kapasitet - metode a) ntar ens a-mål, a=mm Sveisens areal: sin a 1 sin 1mm Dekomponerer kraten N: N N sin 15sin N N cos 75kN 15 cos 19,9kN Spenninger normalt på ens lengderetning: N 751 1,5 9,8N / mm 1 N N 9,8,N / mm Skærspenning paraelt med ens lengderetning: N 19,9 1 1,5 1,4N / mm 1 Jevnørende spenning: N N,, 1,4 11,N / mm Kontro: u 11,, OK! 1,5,8 og u N, 88, 1,5, 88, OK! Henning Johansen side 15

16 løsningsorslag eorindelser statisk OPPGVE 1, orts. ) Kraten N1 = 75kN (Se igur) og virker i underkant av lattstålet, og a-målet er 5mm. a) Kontroer grunnmaterialet øyemoment p.g.a. eksentrisitet: 1 N ,5 5,1 Nmm aksimal spenning (normalspenning + øyespenning): N1 N1 maks. N t t 751 1,5 5,1 maks. 5, 18,9 5,N / mm 1 1 Kontro: y maks. opptr. d 5 5, 1, KKE 1,1 OK! å endre materiale eer dimensoner. Eksempel: Endre materiale til S75 Ny kontro: 75 5, 5 OK! 1,1 ) Kontroer kilen Sveisens lengde: 1 sin sin l mm Sveisens areal: l a 5 mm Dekomponerer kraten N: N N sin 75sin 1 1 7,5kN N1 N1 cos 75 cos 5,kN Henning Johansen side 1

17 løsningsorslag eorindelser statisk OPPGVE 1, orts. øyemoment: N ,5 5,1 Spenninger normalt på ens lengderetning: N 1 7,5 1 1,5 8,1N / mm Nmm N1 N1 8,1,N / mm Skærspenning paraelt med ens lengderetning: N 1 5, 1 1,5 48,8N / mm For eregning av spenningene som opptrer p.g.a. øyemomentet,, tenkes etverrsnittet rettet ned i det vertikale veggplanet. a=5 l= Treghetsmoment : a l 5 1 1,7 1 mm øyespenning i pkt. (i igur): l 5,1 84,4N / mm,7 1 84,4 59,7N / mm Henning Johansen side 17

18 løsningsorslag eorindelser statisk OPPGVE 1, orts. Jevnørende spenning: N1 N 1, 59,7, 59,7 48,8 18,4N / mm Kontro: u 18,4, OK! 1,5,8 og u N1, 59,7 1,5 79,7 88, OK! Henning Johansen side 18