Institutt for vareprodukson og byggteknikk Løsningsforslag EKSAME EMEAV: Styrkeberegning EMEUMMER: TEK EKSAMESATO: 5. ai 9 TI: EMEASVARLIG: tier Henning Johansen TILLATTE HJELPEMILER: Lærebok (Konstruksonseleenter; ahlvig/hristensen/strøsnes) Kopendiu /egne notater (Konstruksonsprinsipper, Styrkeberegning grunnlag, Skrueforbindelser, Sveisbare konstruksonsstål, Korrosonsbestandige stål, Sveiseforbindelser statisk, Sveiseforbindelser dynaisk, Press- og krypeforbindelser, Aluiniu, Magnesiu, Titan, Transisoner, Aksler og Lager) Tabeller etter eget valg Kalkulator (so ikke kan kounisere ed andre) Skrive- og tegnesaker! Alle deloppgavene teller like ye!
OPPGAVE iguren viser to plater so er skrudd saen. På den øverste platen er det sveist fast et festeøre. På festeøret virker kreftene og. Ved ontering av skruene blir det benyttet en forspenningskraft pr. skrue på 5k. Erfaringsessig regner vi ed at forholdet ello skrueforlengelsen og saenpressingen av underlaget (platene) er,5. Materiale i konstruksonen er S55. a ) Hvor stor blir aksial skruekraft hvis = k og =? eregn største strekkspenning i skrue. Kraft pr. skrue pga. : l 5k 4 4 igur. Skruediagra: esteøre ed svise- og skrueforbindelse. Alle ål i. l=5k a=? i =5k k =,5 = Maks. skruekraft fra diagra: 45k a aks. k l or skrue M: As=45 Største strekkspenning i skruene: a 45 s 84 / aks. A 45 s TU i Gøvik side
OPPGAVE, forts. b) eregn største opptredende spenning i sveisen hvis = k og = k. Vi å kontrollere snitt og i figuren. Snitt : øyespenning pga. : øyeoent: Mb f L, 5 5, Sveisens treghetsoent: I x sveis b ah a b h I x sveis 6 5 5 6 6 4 8 øyespenning: Mb h 5 σb a 5 9, / I 8 x sveis σ b 9, σ τ sin 45 9, / b b b Areal sveis: 6 5 5 6 8 A sveis 45 45 Strekkspenning pga. : f,5 σs Asveis 8 σs 8,4 σ τ s s 8,4/ 58,/ Opptredende, evnførende, spenning i snitt : opptr. σ σ τ τll σ τ 4 opptr. 9, 58, 49, 5 99, / b s TU i Gøvik side
OPPGAVE b), forts. Snitt : øyespenning pga. : Mb h 5 σb 7, 4/ I 8 x sveis σ b τ b σb 7, 4 49, 8/ Strekkspenning p.g.a. : f,5 σs 8,4/ A 8 sveis σ s τ s σs 8,4 58,/ Skærspenning p.g.a. : γf 5, τll 5, ah 5 Jevnførende spenning i snitt : σ τ τ / ll b s b s ll 49, 8 58, 49, 8 58, 5, 6, / Største opptredende spenning i sveisen i Snitt, σ 6, / TU i Gøvik side 4
OPPGAVE En aksel er festet i lager i A og. Akselen roterer ed et turtall på r/in. På akselen sitter det to reiskiver og. Reiskive ottar en effekt på aksialt 5kW. en sae effekten blir avgitt av reiskive. På reiskivene løper alle reipartene horisontalt og kraften i den strae reiparten er dobbelt så stor so kraften i den slakke reiparten. a) eregn lagerkreftene i A og. igur. Aksel ed reiskiver. (Alle ål i ) Effekt: P v M V P 6 d n r P 6 5 6 4, 55 d n 7 d n 6 4, 55, 64 P 6 5 6 6, 7 d n 5 6, 7 9, A 5 5 Lagerkrefter: M 9, 5, 6 5 A A A 7, 7k 5, k 5 7, 7, 64 9, A 5 TU i Gøvik side 5
OPPGAVE, forts. b) eregn nødvendig flytegrense for aksel. en overførte effekten varierer ello 5kW og 5kW, og akselen har en diaeter på 95. Maks. bøyeoent: M M 5 77 5 8865 aks. Vrioent: P P P P 5 M v 9, 55 9, 55 59 n n n 6 Jevnførende spenning: M,75 M b d v till n - =,75 ved vekslende bøying og pulserende vridning - Sikkerhet ot flyting, n 5 (dynaisk belastning /kerv) 8865, 75, 75 59 setter till n 95 n 6, / 5 6, 5, / TU i Gøvik side 6
OPPGAVE iguren viser et glidelager ed en foring i støpeern ontert på en aksel. Akselens turtall er r/in og lagerkraften under drift er = k. Profildybde H a og H r settes til /8 av toleransegraden (IT). Andre opplysninger fregår av figuren. a) eregn nødvendig påpressingskraft ved ontering av foring. ødvendig påpressingskraft: pd L p igur. Glidelager ed en foring i støpeern. Alle ål i. foring : IT6 = 7-5 = ring : IT7 = 5- = 5 foring : Ha = (IT6)/8=/8=,75 ring : Hr = (IT7)/8=5/8=4,8 7 5 foring akse l r6 r6 a=/= b 5 ring H7 a=5/=7,5 d=88 a b a 7 b 7 7,5 44,5 Effektivt pressonn: G aks b a a H H 44,5 7,5,75 4,8 5,9 a r TU i Gøvik side 7
OPPGAVE a), forts. di 7 iaeter forhold: x, 795 d 88 x y d d 88 45 i y,67 ra noogra for støpeern/stål: 49 p, d G d d aks,49 p aks Maksialt flatetrykk: G aks 5,9 p aks,7 /,49 d,49 88 p p d L,7 88 56 5,5 9,9 b) eregn driftsteperaturen på lageret når luftteperaturen er 5. Lageret har ikke viftekøling eller egen kølekrets for olen. Utviklet vare (frikson): n P d, 6 ortført vare ved ledning / stråling: P A l,5,7 W 6 = 5W/ for store lagre ed store køleflater riftsteperatur på lageret: P l 5 84, 5 d l 5, 7, 56 8.4.9 Henning Johansen TU i Gøvik side 8