Chương 2: Nguyên tắc tính toán kết cấu kim loại máy trục

Chia sẻ: Truong Van Phi Phi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

Thêm vào BST

Báo xấu

245
lượt xem 78
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khi tính toán thiết kế kết cấu thép máy nâng vận chuyển, thông thường ta phải tuân theo trình tự sau...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 2: Nguyên tắc tính toán kết cấu kim loại máy trục

Chöông 2 NGUYEÂN TAÉC TÍNH TOAÙN KEÁT CAÁU KIM LOAÏI MAÙY TRUÏC §2.1 CAÙC GIAI ÑOAÏN TÍNH KEÁT CAÁU THEÙP. 2.1.1.Sô ñoà caùc böôùc tính toaùn thieát keá keát caáu theùp. Khi tính toaùn thieát keá keát caáu theùp (keát caáu kim loaïi – KCKL) maùy naâng vaän chuyeån, thoâng thöôøng ta phaûi tuaân thuû theo trình töï sau Caên cöù vaøo yeâu caàu thöïc teá saûn xuaát, nhieäm vuï thö… Khaûo saùt thöïc teá nôi thieát bò seõ laøm vieäc, tìm ra caùc ñieàu kieän ngoaïi caûnh (ñieàu kieän ñòa hình khoâng gian, neàn moùng, taûi troïng gioù v.v…), vaø caùc yeâu caàu laøm vieäc cuûa thieát bò (Q,R,H, caùc cheá ñoä toác ñoä, naêng suaát v.v…) Caùc loaïi thieát bò naâng coù saün (theo thöïc teá hay Phaân tích caùc thieát bò naâng coù saün (hay thieát bò theo yù katalog), hoaëc moät yù töôûng töôûng môùi), löïa choïn moät chuûng loaïi coù khaû naêng thoûa thieát keá môùi khoâng theo maõn caùc yeâu caàu laøm vieäc ôû treân. maãu. Ñöa ra moät thieát bò naâng chuyeån coù caùc thoâng soá cô baûn giaû thieát ban ñaàu (Q,R,H, caùc toác ñoä laøm vieäc, khoái löôïng, caùc ñaëc tröng hình hoïc, vaät lieäu, v.v…) Caùc phöông phaùp tính keát caáu theùp: phöông phaùp öùng suaát cho pheùp (ÖSCP), Thaønh laäp baûng toå hôïp taûi troïng cho maùy truïc, tính toaùn phöông phaùp traïng thaùi giôùi töøng thaønh phaàn taûi troïng theo moãi toå hôïp taûi troïng. haïn (TTGH) , phöông phaùp ñoä beàn moûi (ÑBM). Taùch caáu kieän caàn tính toaùn ra khoûi keát caáu chung cuûa maùy truïc. Tính toaùn caáu kieän theo töøng toå hôïp taûi troïng - ñaët caùc taûi troïng leân caáu kieän, ñöa veà baøi toaùn cô hoïc keát Keát caáu theùp khoâng thoûa caáu; duøng caùc phöông phaùp tính toaùn keát caáu theùp ñeå tính maõn yeâu caàu ñaët ra. toaùn caáu kieän. Keát caáu theùp thoûa maõn caùc yeâu laøm vieäc ban ñaàu ñaët ra Keát thuùc quaù trình tính toaùn 48
2.1.2. Phaân tích sô ñoà caùc böôùc tính toaùn thieát keá keát caáu theùp. - Böôùc 1 : Caên cöù vaøo nhieäm vuï thö ñeà ra töùc laø caên cöù vaøo nhu caàu cuûa saûn xuaát - baát kyø moät saûn phaåm naøo ra ñôøi cuõng phaûi caên cöù vaøo yeâu caàu cuûa thöïc teá söû duïng. ÔÛ ñaây, trong nhieäm vuï thö ñaõ chæ ra thöôøng laø thieát keá moät thieát bò naâng chuyeån phuïc vuï cho vieäc xeáp dôõ haøng hoùa hay phuïc vuï coâng taùc söûa chöõa, coâng taùc laép raùp, daây chuyeàn saûn xuaát v.v… taïi moät ñòa ñieåm naøo ñoù. - Böôùc 2 : Caên cöù vaøo nhieäm vuï thö ta caàn khaûo saùt ñòa ñieåm laøm vieäc cuûa thieát bò caàn thieát keá ñeå xaùc ñònh caùc thoâng soá caàn thieát phuïc vuï cho vieäc thieát keá, ñoù cuõng chính laø nhöõng thoâng soá cuûa thieát bò ñeå thoûa maõn caùc yeâu caàu laøm vieäc ñeà ra. Caùc thoâng soá coù theå keå ra laø : + Söùc naâng :Q taán + Chieàu cao naâng :H m + Taàm vôùi hay khaåu ñoä : R (L) m + Naêng suaát yeâu caàu :P taán/giôø + Ñieàu kieän cuûa neàn moùng : Aùp löïc cho pheùp cuûa neàn moùng + Taùc duïng cuûa moâi tröôøng : thuûy trieàu, taûi troïng gioù, nhieät ñoä laøm vieäc + Ñieàu kieän cung caáp naêng löôïng taïi nôi laøm vieäc. + Soá naêm phuïc vuï cuûa thieát bò. + Khoâng gian laøm vieäc + Ñieàu kieän cung caáp vaät tö + Ñieàu kieän ñaàu tö veà taøi chính v.v… - Böôùc 3 : Caên cöù vaøo caùc thieát bò naâng chuyeån coù saün, caên cöù vaøo böôùc 2 ñaõ khaûo saùt, caàn phaûi laäp caùc phöông aùn khaû thi. Phaân tích vaø tính toaùn caùc phöông aùn ñeå tìm ra phöông aùn toái öu. Phöông aùn khaû thi ôû ñaây laø : cuøng moät nhieäm vuï, cuøng moät yeâu caàu nhö böôùc 2 nhöng ta coù theå coù nhieàu phöông aùn ñeå ñaït ñöôïc muïc ñích ñoù. Ta ñöa ra nhieàu phöông aùn roài choïn ra moät phöông aùn toái öu. Treân thöïc teá laøm moät baøi toaùn toái öu thöôøng phaûi coù nhieàu döõ lieäu vaø vieäc tính toaùn cuõng phöùc taïp, do vaäy ta thöôøng döïa vaøo kinh nghieäm, döïa vaøo ñieàu kieän thöïc teá ñeå caân nhaéc löïa choïn ra moät chuûng loaïi thieát bò phuø hôïp nhaát, hôïp lyù nhaát ñeå tieán haønh tính toaùn thieát keá. Böôùc naøy ñoøi hoûi ngöôøi thieát keá phaûi xaây moät voán kieán thöùc roäng veà nhieàu maët, coù tính töï chuû vaø nhieàu saùng taïo. - Böôùc 4 : Sau khi böôùc 3 ñaõ hoaøn taát töùc laø ta ñaõ xaùc ñònh ñöôïc chuûng loaïi thieát bò caàn tính toaùn thieát keá, nhöng chöa chæ ra ñöôïc caùc thoâng soá cuï theå cuûa noù. ÔÛ böôùc 4 naøy, caên cöù vaøo caùc böôùc 2, 3 ñeå chæ ra caùc thoâng soá cô baûn cuûa thieát bò seõ thieát keá. Ñoàng thôøi, vôùi nhieäm vuï thieát keá keát caáu theùp caàn ñi saâu hôn moät böôùc nöõa : giaû thieát tröôùc caùc thoâng soá chöa bieát, ví duï : maët caét, xaùc ñònh caùc ñaëc tröng hình hoïc cuûa maët caét Wx,Wy, F…, khoái löôïng caùc caáu kieän (caùc ñaëc tröng naøy ta cuõng coù theå döïa vaøo tính toaùn sô boä ñeå ñöa ra), vaät lieäu cheá taïo, caùc cheá ñoä toác ñoä vaø gia toác. Caùc thoâng soá naøy ta coù theå döï kieán döïa vaøo caàn truïc maãu hay caùc baûng tra…ñeå xaùc ñònh. Böôùc naøy laø böôùc raát quan troïng, noù xaùc ñònh ñoái töôïng tính toaùn cuï theå cho böôùc sau (böôùc 5). - Böôùc 5 : Keát thuùc böôùc 4 ta ñaõ coù ñoái töôïng nghieân cöùu töông ñoái ñaày ñuû caùc thoâng soá, caùc thoâng soá khai thaùc taïm coi laø ñaõ thoûa maõn; caùc thoâng soá veà keát caáu theùp chæ laø giaû thieát. ÔÛ böôùc 5 naøy nhieäm vuï chính laø döïa vaøo döõ lieäu ôû caùc böôùc ôû treân ñeå xaây döïng baûng toå hôïp taûi troïng ñaày ñuû cho maùy truïc ta ñang thieát keá, sau ñoù caên cöù vaøo baûng toå hôïp taûi troïng vaø caùc thoâng soá ôû treân tieán haønh tính toaùn caùc taûi troïng coù maët trong töøng toå hôïp taûi troïng trong baûng. Löu yù raèng moãi phöông phaùp tính toaùn khaùc nhau ta coù baûng toå hôïp taûi troïng gioáng nhau veà hình thöùc, coøn khaùc nhau veà giaù trò caùc taûi troïng tính toaùn trong baûng. Ta coù theå löïa choïn moät trong ba phöông phaùp tính toaùn seõ trình baøy sau ñaây ñeå thaønh laäp baûng toå hôïp taûi troïng phuø hôïp vôùi phöông phaùp tính toaùn ñoù. 49
- Böôùc 6 : Khi ñaõ coù taûi troïng cuõng nhö keát caáu (taát nhieân laø keát caáu ñöôïc löïa choïn sô boä hay chæ laø giaû thieát) ta hoaøn toaøn coù theå laäp ñöôïc sô ñoà tính cuûa caáu kieän baèng caùch : ñaët caùc taûi troïng leân maùy truïc theo töøng toå hôïp taûi troïng tính toaùn roài taùch rieâng leû töøng caáu kieän ra khoûi caàn truïc, xaây döïng sô ñoà tính cho caáu kieän ñoù. Ví duï : xeùt caàn truïc chaân ñeá heä caàn caân baèng : phaûi ñaët taát caû caùc taûi troïng ñaõ xaùc ñònh theo töøng toå hôïp leân caàn truïc roài taùch rieâng heä caàn, taùch voøi khoûi heä caàn, taùch caàn khoûi heä caàn, taùch chaân ñôõ ra khoûi caàn truïc. Khi taùch töøng caáu kieän ra khoûi keát caáu chung ta tuaân thuû nguyeân taéc : xeùt caân baèng caáu kieän ñang xeùt ñeå tìm ra caùc phaûn löïc lieân keát. Nhö vaäy sau böôùc naøy, moãi keát caáu ñaõ coù moät sô ñoà tính cuï theå, baøi toaùn ñaõ trôû veà nhieäm vuï cuûa moân hoïc cô keát caáu, ta caàn veõ bieåu ñoà noäi löïc, kieåm tra keát caáu theo caùc phöông phaùp tính. Neáu keát quaû thoûa maõn theo caùc phöông phaùp tính, vaø khoâng quaù thöøa beàn, thöøa oån ñònh, (theo TCVN 5575-1991, ñieàu 1.9 ghi roõ : “Caùc caáu kieän baèng theùp caùn hoaëc theùp oáng phaûi coù tieát dieän nhoû nhaát, thoûa maõn caùc yeâu caàu cuûa tieâu chuaån naøy. Trong caùc tieát dieän ñöôïc thieát laäp theo tính toaùn, öùng suaát tính toaùn khoâng neân thaáp hôn 95% cöôøng ñoä tính toaùn cuûa vaät lieäu”; luùc ñoù ta coù theå keát thuùc tính toaùn cho toå hôïp ñoù vaø chuyeån sang tính toaùn cho toå hôïp khaùc. Neáu keát quaû khoâng thoûa maõn ta caàn giaû thieát laïi keát caáu (böôùc 4) hoaëc löïa choïn laïi chuûng loaïi thieát bò (böôùc 3). §2.2 CAÙC PHÖÔNG PHAÙP TÍNH TOAÙN KEÁT CAÁU THEÙP. Muïc ñích cuûa vieäc tính toaùn keát caáu theùp laø baûo ñaûm cho keát caáu khoâng bò vöôït quaù traïng thaùi giôùi haïn khieán cho khoâng theå söû duïng ñöôïc nöõa, trong khi vaãn ñaûm baûo ít toán keùm nhaát veà vaät lieäu cuõng nhö coâng cheá taïo, döïng laép. Khi thieát keá keát caáu kim loaïi cuûa Maùy xeáp dôõ vaø Maùy xaây döïng, ngöôøi ta thöôøng duøng 2 phöông phaùp tính toaùn : phöông phaùp tính theo öùng suaát cho pheùp vaø phöông phaùp tính theo traïng thaùi giôùi haïn. 2.2.1. Tính toaùn keát caáu kim loaïi theo phöông phaùp öùng suaát cho pheùp [PPÖSCP], [07], [03]. a) Ñieàu kieän ñoä beàn. Theo phöông phaùp öùng suaát cho pheùp ñieàu kieän an toaøn veà beàn cuûa keát caáu laø phaûi baûo ñaûm öùng suaát do taûi troïng tieâu chuaån sinh ra trong keát caáu khoâng vöôït quaù trò soá öùng suaát cho pheùp. ÖÙng suaát cho pheùp naøy laáy baèng öùng suaát giôùi haïn cuûa vaät lieäu σo chia cho heä soá an toaøn n. *) Ñieàu kieän giôùi haïn veà ñoä beàn khi tính theo phöông phaùp öùng suaát cho pheùp (1).[07] : σ ≤ [σ] = σo/n (2.1) Trong ñoù : – ÖÙng suaát do taûi troïng tieâu chuaån sinh ra trong caáu kieän. σ [σ] – ÖÙng suaát cho pheùp; – ÖÙng suaát giôùi haïn; ñoái vôùi vaät lieäu deûo σo laø giôùi haïn chaûy, ñoái vôùi vaät σo lieäu doøn σo laø giôùi haïn beàn. n – Heä soá an toaøn. Ngöôøi ta phaân loaïi taûi troïng nhö sau: + Taûi troïng cô baûn (coù taøi lieäu goïi laø taûi troïng thöôøng xuyeân) : nhöõng taûi troïng tónh (nhö troïng löôïng baûn thaân cuûa keát caáu theùp, öùng löïc tröôùc) cuõng nhö caùc taûi troïng ñaëc tröng cho quaù trình laøm vieäc bình thöôøng cuûa maùy truïc (taûi troïng tieâu chuaån cuûa haøng naâng, löïc caûn ôû caùc boä phaän coâng taùc v.v 50
+ Taûi troïng phuï hay taûi troïng ngaãu nhieân : nhöõng taûi troïng khoâng thöôøng xuyeân xuaát hieän (nhö taûi troïng ñoäng sinh ra khi döøng gaàu maùy xuùc hay nhieàu taûi troïng ñoàng thôøi taùc duïng leân moät caáu kieän naøo ñoù trong quaù trình söû duïng) thì goïi laø taûi troïng phuï hay taûi troïng ngaãu nhieân. + Taûi troïng cô hoäi : nhöõng taûi troïng maø xaùc suaát xuaát hieän cuûa chuùng nhoû thöôøng khoâng quaù 3%. Ví duï nhö taûi troïng do ñoäng ñaát, noå v.v… Caùc taûi troïng tính toaùn vaø heä soá an toaøn duøng ñeå tính toaùn keát caáu kim loaïi Maùy xeáp dôõ ñöôïc laàn löôït giôùi thieäu ôû baûng 2.1 vaø baûng 2.2. *) Ñieàu kieän giôùi haïn veà ñoä oån ñònh khi tính theo phöông phaùp öùng suaát cho pheùp, [07]: σ ≤ [σoâñ] = ϕ.[σ] (2.2) *) Ñieàu kieän giôùi haïn veà ñoä beàn moûi khi tính theo phöông phaùp öùng suaát cho pheùp, [07]: σ ≤[σrk] = γ.[σ] (2.3) Trong caùc coâng thöùc treân ϕ ≤ 1; γ≤ 1 laø heä soá chieát giaûm öùng suaát khi tính theo oån ñònh vaø tính theo ñoä beàn moûi (heä soá keå ñeán söï suy giaûm cöôøng ñoä cuûa keát caáu khi maát oån ñònh vaø khi bò phaù hoûng do moûi). Baûng 2.1.Taûi troïng tính toaùn cuûa keát caáu kim loaïi tính theo phöông phaùp öùng suaát cho pheùp (B.1.33).[03]. Caùc tröôøng hôïp taûi troïng I II III [σ]= Loaïi taûi troïng [σ] = σrk/nI [σ] = σc/nII σc/nIII Toå hôïp taûi troïng Ia3 Ib IIa IIb III 1-Troïng löôïng baûn thaân G (keå caû troïng G kñ’.G G kñ.G G löôïng xe con) coù keå tôùi kñ, kñ’. 2-Troïng löôïng haøng (keå caû coâng cuï mang ΨIQtñ kñ’.Qtñ ΨIIQ kñ.Q haøng) coù keå ñeán heä soá ñoäng Ψ vaø heä soá va  ñaäp kñ, kñ’. 3-Caùc löïc quaùn tính theo phöông ngang cuûa max Pqtdc Pqtdc    caàn truïc (khi taêng toác hoaëc haõm phanh) Pq 4-Goùc nghieâng cuûa haøng so vôùi phöông    αI αII thaúng ñöùng (ñoái vôùi caàn truïc coù caàn). 5-Aùp löïc gioù leân keát caáu PgII PgII PgIII   1. Goùc nghieâng cuûa haøng so vôùi phöông thaúng ñöùng α coù theå xem laø keát quaû cuûa söï naâng haøng theo phöông nghieâng. 2. Döôùi taùc duïng cuûa taûi troïng ñaëc bieät : vaän chuyeån, döïng laép, va ñaäp vaøo boä giaûm chaán, ñoäng ñaát v.v… thì [σ] = σc/no 3. Ñoái vôùi moät soá caáu kieän cuûa keát caáu phaûi tính ñeán taùc duïng cuûa öùng suaát σ(Ia) vôùi soá chu kyø Zñ cuõng nhö öùng suaát σ(Ib) vôùi soá chu kyø Zn. 4. Pqtdc = m.Jdc ; Jdc = Vdc/tph; hoaëc Jdc = Vdc/tkñ; Pqtdc max = 2. Pqtdc (nhöng khoâng nhoû hôn mJmax) ñoái vôùi caàn truïc, Pqtdc max = m.Jmax (nhöng khoâng lôùn hôn µ.Nmax) ñoái vôùi xe con. 5. Ñoái vôùi caùc caàn truïc chieàu cao lôùn, coù chu kyø dao ñoäng töï do cuûa keát caáu vôùi taàn soá thaáp hôn 0,25s (ñaët ôû vuøng IV-VII theo ГОСТ 1451 -65) caàn tính aùp löïc gioù leân keát caáu ôû caùc toå hôïp Ia vaø Ib Toå hôïp taûi troïng Ia, IIa töông öùng khi caàn truïc ñöùng yeân, tieán haønh naâng haøng töø maët neàn, haõm haøng khi ñang haï moät caùch töø töø Ia hoaëc haõm haøng ñoät ngoät IIa. Toå hôïp taûi troïng Ib, IIb töông öùng khi caàn truïc di chuyeån coù mang haøng, tieán haønh khôûi ñoäng hoaëc haõm cô caáu. Tröôøng hôïp taûi 51
troïng III (chæ coù moät toå hôïp taûi troïng) caàn truïc khoâng laøm vieäc, chòu taùc duïng cuûa troïng löôïng baûn thaân vaø gioù baõo. –Tính ñoä beàn vaø tính oån ñònh laø kieåm tra öùng suaát sinh ra trong caáu kieän do caùc taûi troïng cô baûn cuøng vôùi taûi troïng ngaãu nhieân vaø cô hoäi (IIa; IIb; III). –Tính theo ñoä beàn moûi theo caùc taûi troïng cô baûn (Ia; Ib) – Heä soá an toaøn phuï thuoäc vaøo raát nhieàu caùc nhaân toá : loaïi hình keát caáu; hình thöùc tính toaùn; möùc ñoä chính xaùc trong vieäc xaùc ñònh caùc taûi troïng tính toaùn v.v…Thoâng thöôøng n ñöôïc xaùc ñònh treân cô sôû cuûa nhöõng soá lieäu thí nghieäm öùng duïng vaøo caùc loaïi maùy cuï theå, thaäm chí caùc khaâu cuûa maùy. Baûng 2.2.Trò soá an toaøn n duøng cho keát caáu kim loaïi (B.5.20-[09]). Tröôøng hôïp tính toaùn Keát caáu tính toaùn I II III nI nII nIII Taát caû keát caáu, thieát bò – tröø caùc keát caáu, thieát bò 1,4 1,4 1,3 vaän chuyeån kim loaïi loûng. Caùc keát caáu, thieát bò vaän chuyeån kim loaïi loûng. 1,6 1,6  *) Ñoái vôùi tröôøng hôïp taûi troïng ñaëc bieät heä soá an toaøn no = 1,2 *) Trong tröôøng hôïp rieâng, ñoái vôùi nhöõng caáu kieän khoâng coù caùch naøo xaùc ñònh ñöôïc chính xaùc löïc taùc duïng, chaúng haïn nhö daàm ñaàu cuûa caàu truïc thì trò soá heä soá an toaøn laáy lôùn hôn trò soá trong baûng. b) Ñieàu kieän ñoä cöùng. Ngoaøi ñieàu kieän ñoä beàn, keát caáu kim loaïi phaûi ñaûm baûo giôùi haïn veà ñoä cöùng : ñoä cöùng tónh vaø ñoä cöùng ñoäng. 1 – Ñoä cöùng tónh : ñöôïc bieåu thò thoâng qua ñoä voõng tónh cuûa keát caáu : C = ; ñoä voõng tónh cuûa keát f caáu phaûi nhoû hôn giaù trò cho pheùp : f ≤ [f]; Theo TCVN 5575 – 1991 ((B.39).[13]) qui ñònh ñoä voõng ñoái vôùi daàm vaø giaøn caàu truïc : + Cheá ñoä laøm vieäc nheï (bao goàm caàu truïc tay, pa-laêng ñieän vaø pa laêng) : [f] = L/400; + Cheá ñoä laøm vieäc trung bình : [f] = L/500; + Cheá ñoä laøm vieäc naëng vaø raát naëng : [f] = L/600. – Ñoä cöùng ñoäng : ñöôïc ñaùnh giaù qua chu kyø dao ñoäng τ cuûa keát caáu hoaëc ñaùnh giaù qua thôøi gian taét dao ñoäng t. – Dao ñoäng cuûa keát caáu kim loaïi phaùt sinh trong giai ñoaïn khôûi ñoäng hoaëc haõm laø dao ñoäng taét daàn (theo chöông 2 – [03]). Trong quaù trình dao ñoäng ñaøn hoài daãn ñeán söï taét dao ñoäng theo quy luaät haøm soá muõ. Tyû soá giöõa bieân ñoä cuûa dao ñoäng y ôû moät khoaûng thôøi gian t (t= n.τ) vôùi bieân ñoä lôùn nhaát ymax coù phöông trình: t −γ . y = e −γn = e τ (2.4) y max y = ymax.e-γn = ymax.e-γ.(t/τ) töø ñoù: (2.5) max ôû ñaây: y : bieân ñoä dao ñoäng ban ñaàu lôùn nhaát, : chu kyø dao ñoäng, τ t : thôøi gian taét dao ñoäng. Hình 2.1. Bieåu ñoà suy giaûm dao ñoäng. : ñoä suy giaûm loâga (söï cheânh leäch γ giöõa loâgarít töï nhieân cuûa hai bieân ñoä gaàn nhau): 52
y1 γ = ε.τ = ln (2.6) y2 Vôùi : + ε : laø heä soá taét dao ñoäng ñöôïc xaùc ñònh baèng phöông phaùp thöïc nghieäm. + n : laø soá chu kyø dao ñoäng cho ñeán luùc taét. Töø phöông trình cuûa dao ñoäng taét daàn, ngöôøi ta tính ñöôïc thôøi gian suy giaûm dao ñoäng cuûa keát caáu khi tôùi bieân ñoä y (1.11).[03]: τ y max t = n.τ = . ln (2.7) γ y Theo chöông 2 – [03]: τ y max y 1 Khi thì ln = ln20 ≈ 3, ta tính ñöôïc thôøi gian t ≈ 3. . Ví duï: = γ y max 20 y + Ñoái vôùi daàm caàu truïc: γ = 0,05 ÷ 0,17; + Ñoái vôùi caàn daøn cuûa heä caàn khaâu khôùp baûn leà: γ = 0,25 ÷ 0,35. Bieân ñoä dao ñoäng ban ñaàu vaø thôøi gian taét dao ñoäng cho pheùp phuï thuoäc loaïi caàn truïc vaø ñieàu kieän khai thaùc cuûa caàn truïc. Ví duï : vôùi caàu truïc 2 daàm hình hoäp coù tyû soá : H 1 1 thì ε = 0,12 ÷ 0,05 s; [t] = (5÷30)s ÷ = L 12 18 2.2.2.Tính toaùn keát caáu kim loaïi theo phöông phaùp traïng thaùi giôùi haïn [PP.TTGH], [07], [03]. Khi tính theo phöông phaùp öùng suaát cho pheùp ta duøng moät heä soá an toaøn nhö nhau maø khoâng phaûi laø heä soá an toaøn tính toaùn, noù khoâng ñeå yù ñeán tính khaû bieán cuûa caùc loaïi taûi troïng khaùc nhau vaø möùc ñoä chính xaùc trong vieäc xaùc ñònh moãi moät taûi troïng taùc duïng. Ñieàu ñoù daãn ñeán haøng loaït tröôøng hôïp ñaùnh giaù khoâng ñuùng khaû naêng chòu löïc cuûa keát caáu, do ñoù maø keát caáu naøy coù theå quaù an toaøn (khoâng tieát kieäm vaät lieäu), coøn keát caáu khaùc thì laïi thieáu an toaøn. Tính theo traïng thaùi giôùi haïn laø phöông phaùp tính tieán boä hôn. Tính theo phöông phaùp naøy seõ tieát kieäm ñöôïc vaät lieäu, naâng cao chaát löôïng thieát keá vaø giaûm toång giaù thaønh cheá taïo maùy. Caùch tính naøy xaây döïng treân phöông phaùp khoa hoïc veà lyù thuyeát tính toaùn coù xeùt ñeán moät caùch khaù chính xaùc söï laøm vieäc cuûa keát caáu. a) Ñònh nghóa : “Traïng thaùi cuûa keát caáu maø khi ñoù keát caáu khoâng coøn thoûa maõn yeâu caàu söû duïng ñeà ra ñoái nöõa goïi laø traïng thaùi giôùi haïn”. Ñoái vôùi keát caáu kim loaïi cuûa maùy xeáp dôõ vaø maùy xaây döïng caàn thoûa maõn hai traïng thaùi giôùi haïn : – TTGH thöù nhaát : Traïng thaùi giôùi haïn veà khaû naêng chòu löïc (ñoä beàn, ñoä oån ñònh, ñoä beàn moûi) – TTGH thöù hai : Traïng thaùi giôùi haïn veà bieán daïng quaù möùc (ñoä voõng vaø chuyeån vò). Ñoái vôùi phaàn lôùn caùc maùy xeáp dôõ vaø xaây döïng, nhöõng taûi troïng taùc duïng leân chuùng khoâng phaûi laø taûi troïng tieâu chuaån (khaùc vôùi keát caáu kim loaïi duøng trong xaây döïng); do ñoù vieäc tính toaùn tieán haønh theo caùc taûi troïng tính toaùn. Baûng 2.3. laø caùc taûi troïng tính toaùn duøng khi tính theo traïng thaùi giôùi haïn thöù nhaát. 53
Laáy taûi troïng coù theå lôùn nhaát sinh ra trong caáu kieän khi laøm vieäc trong caùc ñieàu kieän ñöôïc qui ñònh trong qui trình söû duïng laøm trò soá taûi troïng tính toaùn. Vì vaäy ñeå söû duïng ñöôïc keát caáu thì nhöõng taûi troïng taùc duïng leân noù khoâng ñöôïc vöôït quaù trò soá giôùi haïn (ñoä beàn, ñoä oån ñònh hay ñoä voõng cho pheùp). b) Tính keát caáu theùp theo traïng thaùi giôùi haïn thöù nhaát (TTGHI): Ñieàu kieän giôùi haïn töông öùng vôùi traïng thaùi giôùi haïn thöù nhaát (thoûa maõn khaû naêng chòu löïc) ñöôïc vieát döôùi daïng sau ñaây (2).[07]: N≤Φ (2.8) Trong ñoù : N – noäi löïc tính toaùn trong caáu kieän khaûo saùt – laø haøm soá cuûa taûi troïng taùc duïng leân keát caáu. N ñöôïc xaùc ñònh trong ñieàu kieän baát lôïi nhaát veà taûi troïng. Φ – giôùi haïn cöôøng ñoä cuûa caáu kieän khi maát khaû naêng chòu löïc vaø ngöøng söû duïng. Baûng 2.3.Caùc taûi troïng tính toaùn khi tính theo traïng thaùi giôùi haïn thöù nhaát (B.1.54 – [03]) Tröôøng hôïp taûi troïng I II III Loaïi taûi troïng Toå hôïp taûi troïng IIb** Ia Ib IIa III 1 - Troïng löôïng baûn thaân G (keå caû troïng n1.G n1.kñ’.G n1.G n1.kñ.G n1.G löôïng xe con) coù keå tôùi kñ, kñ’. 2 - Troïng löôïng haøng (keå caû coâng cuï mang haøng) coù keå ñeán heä soá ñoäng Ψ vaø ΨIQtñ kñ’.Qtñ n2.ΨIIQ n2.kñ.Q  heä soá va ñaäp kñ, kñ’. 3 - Caùc löïc quaùn tính theo phöông ngang max n3. Pqtdc Pqtdc cuûa caàn truïc (khi taêng toác hoaëc haõm    phanh) Pq 4 - Goùc nghieâng cuûa haøng so vôùi phöông n4.αII    αI thaúng ñöùng (ñoái vôùi caàn truïc coù caàn). 5 - Aùp löïc gioù leân keát caáu PgII PgII n5.PgIII   *) Goùc nghieâng cuûa haøng so vôùi phöông thaúng ñöùng coù theå xem laø keát quaû cuûa söï naâng haøng töø maët neàn coù goùc nghieâng α. *) Neáu toå hôïp IIb goàm nhieàu taûi troïng keát hôïp laïi thì phaûi nhaân vôùi heä soá keát hôïp baèng 0,9 *) Ñoái vôùi moät soá caáu kieän cuûa keát caáu phaûi tính ñeán taùc duïng cuûa toå hôïp taûi troïng Ia cuõng nhö toå hôïp taûi troïng Ib coù soá chu kyø töông öùng vôùi töøng toå hôïp moät. Vôùi moät keát caáu cho tröôùc, noäi löïc tính toaùn phuï thuoäc vaøo taûi troïng taùc duïng, noù ñöôïc xaùc ñònh theo phöông phaùp coäng taùc duïng maø ta seõ xeùt sau ñaây. Noäi löïc tính toaùn ñoái vôùi maùy xeáp dôõ vaø xaây döïng coù theå vieát döôùi daïng sau (2).[07]: N = ΣAi .Ni.ni (2.9) Trong ñoù : Ni – Taûi troïng tính toaùn thöù i taùc duïng leân keát caáu. Ai – Noäi löïc trong keát caáu do taûi troïng Ni = 1 (baèng ñôn vò) gaây ra trong caáu kieän ñang khaûo saùt. 54
ni – Heä soá vöôït taûi cuûa taûi troïng Ni , heä soá naøy xeùt ñeán söï khoâng chính xaùc trong vieäc xaùc ñònh taûi troïng. Ni.ni – Taûi troïng tính toaùn thöù i (khi keå ñeán söï khoâng chính xaùc trong vieäc xaùc ñònh taûi troïng) taùc duïng leân keát caáu (ni ≥ 1 tính ñeán khaû naêng taûi troïng taùc duïng vöôït quaù möùc taûi troïng bình thöôøng, xaùc ñònh theo kinh nghieäm khi khai thaùc maùy truïc) – xem baûng 2.3 Ai .Ni.ni – Noäi löïc tính toaùn do taûi troïng thöù i ( Pi H ) gaây ra. Caùc trò soá cuûa ni ñöôïc xaùc ñònh nhö sau (chöông V – [03]): • n1 : Heä soá vöôït taûi cuûa troïng löôïng baûn thaân keát caáu n1 = 1,05 ÷ 1,10 ñoái vôùi keát caáu kim loaïi maùy truïc. n1 = 1,10 ÷ 1,30 ñoái vôùi troïng löôïng caùc thieát bò ñaët treân KCKLMT. • n2 : Heä soá vöôït taûi cuûa troïng löôïng haøng naâng. n2 = 1,05 ÷ 1,50 • n3 : Heä soá vöôït taûi do khôûi ñoäng hoaëc haõm ñoät ngoät caùc cô caáu caàn truïc. n3 = 1,10 ÷ 2,00 n4 : Heä soá vöôït taûi tính ñeán söï laéc ñoäng cuûa haøng treo treân caùp, phuï thuoäc vaøo loaïi caàn truïc. • n4 = 1,20 ÷ 2,00 • n5 : Heä soá vöôït taûi do taûi troïng gioù. n5 = 1,10 Haøm soá Φ phaûn aùnh khaû naêng chòu löïc cuûa keát caáu, noù phuï thuoäc kích thöôùc caáu kieän, cöôøng ñoä cuûa vaät lieäu vaø ñieàu kieän laøm vieäc cuûa caáu kieän. Khaû naêng chòu löïc cuûa keát caáu tính theo coâng thöùc (2).[07]: Φ = F.R.ky (2.10) Trong ñoù : +F : Ñaëc tröng hình hoïc cuûa tieát dieän (dieän tích maët caét F, moâ men choáng uoán Wu, moâmen choáng xoaén Wp …) + R : Cöôøng ñoä tính toaùn cuûa vaät lieäu. + ky : heä soá ñieàu kieän laøm vieäc. Nhö vaäy coâng thöùc (2.8) coù theå vieát laïi nhö sau (3).[07]: ΣAi .Ni.ni ≤ F.R.ky (2.11) Caùc loaïi theùp vaø hôïp kim nhoâm duøng trong keát caáu kim loaïi maùy xeáp dôõ vaø maùy xaây döïng thuoäc loaïi vaät lieäu deûo. Ñoái vôùi vaät lieäu naøy thì giôùi haïn chaûy laø cöôøng ñoä tính toaùn. Nhöng do tính chaát cô hoïc cuûa vaät lieäu thay ñoåi (ngay caû trong moät loâ phuï tuøng caùn, ñuùc reøn, saûn xuaát trong nhaø maùy) giôùi haïn chaûy thöïc teá coù theå nhoû hôn trò soá tieâu chuaån trong qui phaïm. Phaïm vi phaân taùn cuûa giôùi haïn chaûy xaùc ñònh baèng phöông phaùp thí nghieäm tónh caùc moâ hình. Giôùi haïn chaûy tính toaùn ñöôïc xaùc ñònh nhö theá naøo ñoù ñeå xaùc suaát xuaát hieän giôùi haïn chaûy thaáp hôn trò soá naøy taát caû laø 0,3%. Giôùi haïn chaûy naøy öùng vôùi cöôøng ñoä tính toaùn R, trong tröôøng hôïp naøy cöôøng ñoä tính toaùn ñöôïc bieåu dieãn baèng (3).[07]: R = σc.k Hoaëc vieát ôû daïng toång quaùt (4) – [07]: R = Rc.k = Ro .p.k (2.12) c Rc – cöôøng ñoä tieâu chuaån cuûa vaät lieäu, tra baûng 2.9. – cöôøng ñoä keùo (neùn) tieâu chuaån, baèng trò soá giôùi haïn chaûy cuûa vaät lieäu qui ñònh phuø hôïp c Ro vôùi tieâu chuaån quoác gia hoaëc qui phaïm kyõ thuaät. p – heä soá qui ñoåi cöôøng ñoä keùo (neùn) sang cöôøng ñoä ôû daïng khaùc (caét, uoán, daäp); baûng 2.4, baûng 2.5 55
k – heä soá ñoàng chaát cuûa vaät lieäu laø tyû soá giöõa cöôøng ñoä tính toaùn vaø cöôøng ñoä tieâu chuaån. Trò soá heä soá ñoàng chaát cuõng keå ñeán söï giaûm kích thöôùc saûn phaåm caùn trong phaïm vi cho pheùp khi cheá taïo; baûng 2.6. Baûng 2.4. Heä soá qui ñoåi p ñeå xaùc ñònh cöôøng ñoä tieâu chuaån cuûa caùc lieân keát haøn baèng theùp, (B.8).[07]. Loaïi Traïng thaùi Phöông phaùp Heä soá lieân keát öùng suaát kieåm tra qui ñoåi Keùo Chieáu 0,95 Keùo Nhìn baèng maét, goõ 0,80 Haøn giaùp moái Neùn Nhìn baèng maét, goõ 1,00 Caét Nhìn baèng maét, goõ 0,58 Haøn goùc, haøn caïnh Keùo, neùn, caét Nhìn baèng maét, goõ 0,58 Baûng 2.5. Heä soá qui ñoåi p ñeå xaùc ñònh cöôøng ñoä tieâu chuaån: caét, daäp, uoán theùp caùn, theùp ñuùc, theùp reøn vaø hôïp kim nhoâm loaïi AMГ vaø ДT (tr.83).[09]. Traïng thaùi öùng suaát Heä soá qui ñoåi p Uoán 1,05 Caét 0,58 Daäp maët muùt (coù söûa laïi) 1,50 Daäp cuïc boä tieáp xuùc chaët 0,75 Caét bu loâng tinh (ñinh taùn) 0,85 Daäp bu loâng tinh (ñinh taùn) 2,00 Daäp höôùng kính ñinh oác baûn leà cuïm, truïc v.v.. 1,50 Baûng 2.6. Heä soá ñoàng chaát k (B.9).[07]. Teân vaät lieäu k Theùp caùn : CT0,CT2, CT3, CT4, M16C, theùp 10, theùp 15 0,90 Theùp caùn : CT5, 09Г2, 09Г2C, 14Г2, 16 ГC, 14 XГC, 15XCHД, 10XCHД, 10Г2C1, 0,85 AMГ6, Д16T. Theùp caùn oáng B – 95 – T1 0,70 Theùp ñuùc 15Л, 25Л, 30Л, 35Л. 0,75 Ñinh taùn : CT2, CT3, 09Г2, 10XCHД. 0,90 Bu loâng : CT2, CT3. 0,90 Bu loâng : CT5, 09Г2, 15XCHД, 10XCHД. 0,90 a) CTO, CT3, CT4, M16 khi haøn töï ñoäng döôùi lôùp thuoác vaø haøn tay baèng 0,9 que haøn Э–42 vaø Э–42A. Lieân keát haøn b) 09Г2, 14Г2, 15 ГC, 16 ГC, 14 ГC, 15XCHД, 10Г2C1, 10XCHД, khi 0,85 haøn töï ñoäng döôùi lôùp thuoác vaø haøn tay baèng que haøn Э–50A vaø Э–55. Coâng thöùc (2.11) seõ coù daïng khaùc neáu laáy 2 veá cuûa coâng thöùc chia cho ñaëc tröng hình hoïc. Khi ñoù thay cho kieåm tra noäi löïc ta ñi kieåm tra öùng suaát, ñieàu ñoù khoâng laøm thay ñoåi noäi dung coù tính chaát nguyeân taéc cuûa pheùp tính nhöng taïo ra thuaän lôïi nhaát ñònh khi thöïc hieän tính toaùn. Nhö vaäy moái töông quan chuû yeáu trong phöông phaùp tính theo traïng thaùi giôùi haïn veà khaû naêng chòu löïc seõ laø (5).[07]: Σσini ≤ R.ky (2.13) 56
σi – öùng suaát taïi moät ñieåm naøo ñoù treân caáu kieän do taûi troïng tính toaùn thöù i taùc duïng leân keát caáu gaây ra. Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc ky cuûa keát caáu kim loaïi maùy xeáp dôõ vaø xaây döïng ñöôïc tính theo coâng thöùc (5).[07]: ky = ky1.ky2.ky3 (2.14) Trong ñoù: ky1 – heä soá keå ñeán möùc ñoä quan troïng cuûa keát caáu, laáy baèng 0,9 cho nhöõng caáu kieän maø söï maát khaû naêng chòu löïc cuûa chuùng coù theå daãn ñeán söï hö hoûng phaûi boû ñi hoaëc toán nhieàu vaät lieäu söûa chöõa (chaúng haïn hö hoûng cuûa caàn hoaëc thaùp cuûa caàn truïc thaùp). Ñoái vôùi caùc tröôøng hôïp coøn laïi thì ky1 = 1; ky2 – heä soá keå ñeán khaû naêng bieán daïng cuûa caùc caáu kieän baûn moûng khi laép raùp, döïng laép hoaëc xeáp dôõ vaän chuyeån toaøn boä maùy hay töøng cuïm moät, laáy baèng 0,9 cho nhöõng keát caáu taám thaønh moûng beà daøy nhoû hôn 4 mm, nhöõng theùp goùc ñeàu caïnh kích thöôùc nhoû hôn L65x65x6, nhöõng caáu kieän laøm baèng oáng theùp lieàn ñöôøng kính nhoû hôn 40 mm vaø beà daøy tuøy yù, nhöõng oáng beà daøy nhoû hôn 3 mm vaø ñöôøng kính lôùn hôn 40 mm, theùp I vaø theùp U soá hieäu maët caét nhoû hôn No8. Ñoái vôùi nhöõng caáu kieän coøn laïi laáy ky2 = 1. ky3 – heä soá keå ñeán nhöõng öùng suaát uoán phuï trong caùc caáu kieän lieân keát moät phía (baûng 2.7) Baûng 2.7.Trò soá cuûa heä soá ky3, (B.10).[07]. Teân caùc caáu kieän cuûa keát caáu ky3 – Caùc thanh buïng laøm baèng moät theùp goùc ñeàu caïnh lieân keát vôùi thanh bieân 0,85 – Thanh laøm baèng moät theùp U lieân keát ôû buïng 0,90 – Thanh laøm baèng moät theùp U lieân keát ôû caïnh 0,75 – Caùc thanh laøm baèng moät theùp goùc a) Caùnh heïp 0,75 khoâng ñeàu caïnh chæ lieân keát ôû : b) Caùnh roäng 0,85 c) Tính keát caáu theùp theo traïng thaùi giôùi haïn thöù hai (TTGHII): Traïng thaùi giôùi haïn thöù 2 (chuyeån vò) ñöôïc bieåu dieãn nhö sau (6).[07]: (2.15) δ ≤ δgh Trong ñoù : – chuyeån vò cuûa keát caáu do ngoaïi löïc taùc duïng leân noù gaây ra. δ – chuyeån vò giôùi haïn, ñaëc tröng cho khaû naêng söû duïng bình thöôøng cuûa keát caáu; trò δgh soá δgh do qui phaïm kyõ thuaät veà tính toaùn, cheá taïo, nghieäm thu hay söû duïng keát caáu qui ñònh. Baát phöông trình (2.15) öùng duïng vaøo maùy xeáp dôõ vaø maùy xaây döïng coù theå vieát döôùi daïng sau (7).[07]: Σ Bi .Ni .ni ≤ δgh (2.16) Trong ñoù : Bi – bieán daïng hay chuyeån vò cuûa keát caáu (caáu kieän) do Ni = 1 gaây ra. Neáu taát caû caùc taûi troïng Ni ñeàu laáy heä soá vöôït taûi nhö nhau vaø baèng no thì coâng thöùc (2.13) cuûa phöông phaùp traïng thaùi giôùi haïn veà khaû naêng chòu löïc coù theå vieát nhö sau: noΣσi ≤ σc.k.ky Trong tröôøng hôïp naøy öùng suaát trong caáu kieän khaûo saùt baèng : k.k y σ = Σσi ≤ σc . no 57
k.k y Trò soá laø heä soá an toaøn chung cho taát caû caùc taûi troïng, nhö chuùng ta bieát thöông soá no cuûa giôùi haïn chaûy chia cho heä soá an toaøn chung laø öùng suaát cho pheùp [σ], do ñoù : k.k y σ ≤ σc . = σc /n = [σ] no Nhö vaäy phöông phaùp tính theo öùng suaát cho pheùp laø moät tröôøng hôïp rieâng cuûa phöông phaùp tính theo traïng thaùi giôùi haïn khi laáy heä soá vöôït taûi nhö nhau. 2.2.3.Tính toaùn keát caáu kim loaïi theo ñoä beàn moûi (PPÑBM). Khi tính theo söùc beàn moûi, ta thay cöôøng ñoä tieâu chuaån baèng giôùi haïn moûi σrβ, coù hieäu chænh do söï thay ñoåi soá chu trình taûi troïng cuûa caáu kieän trong thôøi gian söû duïng (α) vaø heä soá ñieàu kieän laøm vieäc (ky); ñieàu kieän veà khaû naêng chòu löïc coù daïng sau ñaây (8).[07]: σ (min) ≤ σrβ.α.ky (2.17) max Trong ñoù : σ (min) – Trò soá öùng suaát lôùn nhaát (nhoû nhaát) trong cheá ñoä taûi troïng thay ñoåi tónh; max – heä soá keå ñeán soá chu trình taûi troïng. α Khi xaùc ñònh heä soá ñieàu kieän laøm vieäc ky caàn phaûi chuù yù laø khi tính theo söùc beàn moûi laáy ky2 = 1 cho taát caû caùc caáu kieän. Ñoái vôùi caùc pheùp tính thöïc haønh ôû veá phaûi khoâng coù giôùi haïn moûi σrβ maø coù giôùi haïn chaûy hoaëc cöôøng ñoä tính toaùn khi keùo R; vôùi muïc ñích ñoù ngöôøi ta ñöa vaøo coâng thöùc (2.17) heä soá γ (9).[07]: σ rβ σ rβ γ= = (2.18) σ c .k R heä soá naøy cho bieát giôùi haïn moûi σrβ nhoû hôn cöôøng ñoä tính toaùn bao nhieâu laàn. Luùc ñoù coâng thöùc (2.17) coù theå vieát döôùi daïng sau (10).[07]: σ (min) σ (min) max max ≤ σrβ.ky hay : ≤ σc.k.ky (2.19) α .γ α .γ Ñeå xaùc ñònh bieåu thöùc giaûi tích cuûa giôùi haïn moûi ta duøng giaûn ñoà sô ñoà hoùa öùng suaát giôùi haïn cuûa chu trình ñoái xöùng (hình 2.2a). Trong giaûn ñoà naøy treân truïc tung ñaët öùng suaát giôùi haïn cuûa chu trình σmax vaø σmin coøn treân truïc hoaønh ñaët öùng suaát trung bình cuûa chu trình σm. Trò soá lôùn nhaát cuûa giôùi haïn moûi khoâng ñöôïc vöôït qua giôùi haïn chaûy, vì theá maø phaàn beân treân cuûa giaûn ñoà ñöôïc giôùi haïn bôûi trò soá σc (σT). Caùc öùng suaát giôùi haïn keùo ñöôïc bieåu dieãn baèng ñoaïn thaúng ABC ñi qua caùc ñieåm B vaø C coù toïa ñoä (0, σ-1) vaø (σo/2, σo). Treân giaûn ñoà ñieåm tuøy yù D bieåu thò ñaëc tröng öùng suaát chæ phuï thuoäc vaøo tyû soá cuûa caùc bieân ñoä öùng suaát maø khoâng phuï thuoäc öùng suaát trung bình cuûa chu trình. σr σ σ σ = −1 = a ; σ aβ = a β= β σ rβ σ −1β σ aβ Phaàn tö thöù nhaát cuûa giaûn ñoà öùng suaát giôùi haïn khi coù taäp trung öùng suaát veõ ôû hình 2.2b vôùi ñieåm E baát kyø treân ñoaïn thaúng giôùi haïn ta coù heä thöùc sau (11).[07], (12).[07]: σa +σm; (2.20) σ max = σ rβ = σ aβ + σ m = β 58
σ o − σ −1 ; σ a + σ m = σ −1 + σ m tgθ = σ −1 + σ m σo 2 (2.21) σ a = σ −1 − σ m (1 − tgθ ) = σ −1 − σ mψ σ 2σ − σ o Trong ñoù : ψ σ = 1 laø heä soá nhaïy cuûa vaät lieäu ñoái vôùi chu trình ñoái xöùng; vì (13).[07]: σo σ rβ σ max 2σ max 2 ; tgξ = = = = σm σ m σ max + σ min 1 + r 1+ r neân: (2.22) σm = σ rβ 2 Thay σa vaø σm vaøo heä thöùc (2.20) ta coù (14).[07]: 2σ −1 (2.23) σ rβ = (1 − r ) β + (1 + r )ψ σ Heä thöùc (2.23) coù yù nghóa trong phaàn tö thöù II cuûa giaûn ñoà vì : σ 1+ r 2 ; coù nghóa laø : σ m = σ rβ . Do ñoù heä thöùc (2.22) ñuùng cho moïi chu − tgξ 1 = max = − −σm 1+ r 2 trình öùng suaát keùo. Ñoái vôùi phaàn tö thöù III cuûa giaûn ñoà (coù öùng suaát neùn) : σ rβ σ min 1+ r 2r Vì :  min> σ max ; σ rβ = σ min ; tgξ 2 = ; σm = σ rβ neân: σ = = σm σm 1+ r 2r Hình 2.2 a – Giaûn ñoà sô ñoà hoùa öùng suaát giôùi haïn; Hình 2.2b – Giaûn ñoà öùng suaát giôùi haïn khi taäp trung öùng suaát. Caùc coâng thöùc töø (2.24) ñeán (2.29) töông öùng ñöôïc daãn töø caùc coâng thöùc (15)-[07] ñeán (20)-[07}. 59
2σ −1 (2.24) σ rβ = 1 1 ( − 1) β + ( + 1)ψ σ r r Thay trò soá σ rβ trong coâng thöùc (2.13) vaø (2.24) vaøo coâng thöùc (2.18) ta coù : 2σ (2.25) γ = −1 .γ ' σ c .k Trong ñoù (khi tính theo öùng suaát keùo cuûa chu trình): 1 ; (2.26) γ '= (1 − r ) β + (1 + r )ψ σ Khi tính theo öùng suaát neùn cuûa chu trình: 1 ; (2.27) γ '= 1 1 ( + 1) β + ( + 1)ψ σ r r Trong tröôøng hôïp neáu söï thay ñoåi öùng suaát khoâng coù tính chaát oån ñònh (hình 2.3a) thì coù theå ñöa veà chu trình öùng suaát oån ñònh qui öôùc (hình 2.3b). Chu trình ñoù theo cöôøng ñoä tích luõy phaù hoaïi do moûi seõ töông ñöông vôùi chu trình oån ñònh. ÖÙng suaát nhö theá goïi laø öùng suaát töông ñöông. Vaäy khi tính theo söùc beàn moûi (2.19), coâng thöùc cuoái cuøng seõ coù daïng sau: Hình 2.3. Söï thay ñoåi öùng suaát trong boä phaän coâng taùc cuûa maùy san ñaát. a) ÖÙng suaát taùc σ td (2.28) ≤ R.k duïng ño ñöôïc; b) ÖÙng suaát töông ñöông. α .γ Heä soá nhaïy cuûa vaät lieäu ñoái vôùi chu trình ñoái xöùng no trong thí nghieäm naøy coù theå laáy baèng 0,2 cho theùp caùc bon thaáp, loaïi CT3 vaø 0,3 cho theùp hôïp kim thaáp. Trò soá γ’ xaùc ñònh baèng coâng thöùc (2.26) vaø (2.27) cho döôùi daïng ñoà thò veõ ôû hình 2.4 vaø 2.5. Heä soá α ñöôïc xaùc ñònh töø phöông trình ñöôøng cong moûi: σ m .N = σ rm .N o ; phöông trình naøy σ m No σ coù theå vieát döôùi daïng khaùc: ( ; Ñaët ( ) = α ta coù: )= σr σr N No (2.29) α =m N ôû ñaây No vaø N – Soá chu trình chuaån vaø soá chu trình taùc duïng cuûa öùng suaát. Theo keát quaû chænh laïi baèng phöông phaùp toaùn hoïc, caùc thí nghieäm maãu thöû baèng theùp caùc bon thaáp (loaïi CT3) vaø theùp hôïp kim thaáp (loaïi 10 XCHД) ngöôøi ta nhaän ñöôïc caùc soá lieäu sau 8,4 ÷ 11,7 ñaây: mβ = 8,4 ÷ 11,7 khi cho β bieán thieân töø 1 ÷ 2,6; hay m = , β 12,1 ÷ 14,8 mβ = 12,1 ÷ 14,8 khi cho β bieán thieân töø 2,8 ÷ 4,0; hay m = . β Giaù trò cuûa heä soá α tính theo coâng thöùc (2.29) ôû baûng 2.8. 60
Hình 2.4.Ñoà thò γ’ duøng cho theùp caùc bon thaáp – (Hình 25-[07]) 1 – Khi tính theo öùng suaát keùo; 2 – Khi tính theo öùng suaát neùn. Hình 2.5.Ñoà thò γ’ duøng cho theùp hôïp kim thaáp. – (Hình 26-[07]) 1 – Khi tính theo öùng suaát keùo; 2 – Khi tính theo öùng suaát neùn. 61
Baûng 2.8. Trò soá heä soá α duøng cho theùp caùc bon thaáp (haøng treân) vaø theùp hôïp kim thaáp (haøng döôùi), (B.11).[07]. N β 6 6 0,8.106 2.106 5.106 0,05.10 0,2.10 1,45 1,26 1,0 1,09 1,0 1,0 1,42 1,24 1,56 1,32 1,3 1,12 1,0 1,0 1,57 1,33 1,65 1,36 1,13 1,5 1,0 1,0 1,68 1,38 1,14 2,10 1,68 1,35 1,16 2,0 1,0 2,39 1,84 1,39 1,19 2,40 1,84 1,42 1,19 2,5 1,0 2,95 2,13 1,54 1,24 2,70 2,00 1,49 1,22 3,0 1,0 3,68 2,49 1,68 1,30 3,08 2,19 1,56 1,25 3,5 1,0 4,59 2,90 1,84 1,36 Trong baûng 2.8 laáy soá chu trình chuaån No = 2.106 khi β< 2,0 vaø No = 5.106 khi β ≥ 2,0. Baûng 2.9 – Cöôøng ñoä tính toaùn R (kG/cm2) cuûa theùp khi tính theo ñoä beàn tröôøng hôïp taûi troïng II (B.155).[03]. EÙp maët Keùo, Maùc theùp Caét EÙp maët cuïc boä khi neùn, uoán EÙp maët ñaàu tieáp xuùc chaët CT.3, CT.4 2100 1300 3200 1600 09Γ2, 09Γ2C 2500 1500 3700 1900 Theùp caùn 100Γ2C1, 15XCHД 2900 1700 4300 2200 10XCHД 3400 2000 5100 2500 15Л 1500 900 2300 1100 Theùp ñuùc 16 Л 2100 1300 3200 1600 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 62
This document was created with Win2PDF available at http://www.win2pdf.com. The unregistered version of Win2PDF is for evaluation or non-commercial use only. This page will not be added after purchasing Win2PDF.