Gépészet | Géprajz » Méretezés fárasztóterhelésre

Méretezés fárasztóterhelésre[1] A hegesztett kötések méretezésekor a szilárdsági számítást három keresztmetszetre kell kiterjeszteni (1. ábra): hegesztés által nem befolyásolt keresztmetszet (A), hegesztéssel befolyásolt keresztmetszet, az ún. átmeneti keresztmetszet (B), varratkeresztmetszet (C) A méretezés menete a következő A megállapított terhelés értékét növelni kell a dinamikus tényezővel, amelyre táblázati értékek vonatkoznak φ=1.2,5 között Ha tehát a nyugvóterhelésnek vehető erőhatást F, a dinamikus komponenst Fd jelöli, a gépalkatrészt terhelő váltakozó erő Fö = F± φ Fd, ill. Fö=-F± φ Fd ebből Fmin; ill. Fmax kiszámítható A terhelések ismeretében meg kell állapítani a névleges feszültségeket (σm, σmax, σmin). A szokásos varrattípusok és a terhelések kilenc csoportba vannak osztva, az egyes csoportra érvényes biztonsági területek Smith-féle ábrázolásban, egy ábrába rajzolhatók, egy

anyagra vonatkozóan. Példaképpen a 2 ábrán megadtuk St 38 anyagra (a magyar megfelelő anyag A37) a kifáradási területeket különböző varrattípusokra. A csoportbeosztás figyelembe veszi nemcsak a varratkialakítást, hanem a német szabvány szerinti varratminőségi előírásokat is (IA, IB, IIA, IIB és III. minőségek) (A préskeret varratai IA, IB, IIA kiviteli osztályba tartoznak. A kifáradási határra vonatkozó görbék a 1.és 2 táblázatban találhatók.) 1. ábra Méretezési keresztmetszetek A biztonsági területek határegyenesei tehát magukban foglalják a geometriai méret befolyását, a felületi érdesség hatását is. Az alapanyagra az I, a nyírt revés hegesztett sarokkötésre a IX határegyenes érvényes. A leggyakrabban előforduló varrattípusok határegyeneseinek számozását külön táblázatok tartalmazzák. A megállapított vonalszámhoz tartozó határfeszültségeket, a , σMAX-ot úgy kapjuk meg, hogy a névleges

feszültségekből megállapított v = σm//σmax viszonyszámnak megfelelő sugárral az origóból egyenest húzunk, és ezzel elmetsszük a kérdéses vonalat. Ezek alapján tehát a biztonsági tényező S=, σMAX/ σmax Összetett igénybevételre az eredő biztonsági tényezőt kell meghatározni a részbiztonsági tényezőkből, tehát S= Sσ ⋅ Sτ Sσ2 + Sτ2 Sσ = σ MAX σ max Sτ = τ MAX τ max Ha nem áll rendelkezésre a felhasználandó acélanyagra és kötéstípusra biztonsági terület, akkor az irodalomban megtalálható varrat gátlástényező segítségével az előzőkben ismertetett módszerrel kell a számítást elvégezni. 2. ábra Varratokra vonatkozó biztonsági területek [1] Dr. Zsáry Árpád, Gépelemek I 133o-137o Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest,1989 Gombor Balázs 2001. Kiviteli osztály IA IB II A II B Görbe a kifáradási határra keresztmetszet A B C I II I IV húzás VIa nyomás VIb I VIb húzás VIIa I VIIb nyomás VIIb

1. táblázat Kiviteli osztály IA IB II A II B Görbe a kifáradási határra keresztmetszet A B C I II I III I III I III 2. táblázat Példa: Kapulemez tompavarratának ellenőrzése kifáradásra. A préskeret szilárdsági számításai során meghatároztuk σm értékét. σm=60 MPa Az ébredő középfeszültség (egyenértékű feszültség) értékét φ=1.2,5 dinamikus tényezővel kell figyelembe venni (azoknál a berendezéseknél, ahol a fel-, illetve a leterhelés nagy ciklusidejű a dinamikus tényező értékét az alsó határérték közelében kell felvenni, míg a rövid ciklusidejűeknél a felső határérték közelében) Jelen esetben legyen φ=2 σmax=120MPa Így v = 0.5 A varrat kiviteli osztálya: IA (napjainkban ilyen minőségű varrat az ipari gyakorlatban előállítható) A Smith féle diagrammból: A keresztmetszetben: σMAX=240 MPa Sσ = σ MAX 240 = =2 σ max 120 B keresztmetszetben: σMAX=225 MPa Sσ = σ MAX 225 = = 1.875 σ max 120 C

keresztmetszetben: σMAX=225 MPa Sσ = σ MAX 225 = = 1.875 σ max 120 A kapott biztonsági tényezők elégségesek, Így a varrat kifáradásra megfelel