Ingineria şi Protecţia Mediului în Industrie
- ediţia 2010-2014 - 

Se dă scheletul metalic de la tema 2 şi se cere:

Desenul la scară a îmbinării C nituite (1.) şi A sudate (2.)

Din păcate nu este aşa simplu cum v-am făcut data trecută...îmi cer scuze, dar acum sper că o voi face corect:

De ce avem nevoie? 2 foi A4, liniar, creion, STAS-ul (anexele de unde aţi luat A_ef), calculele de la tema 2

 

1. De ce aveţi nevoie din tema 2?

F₁, F₃, F₄, dimensiunile barei 1 (DE EXEMPLU L50X50X7, de unde ştiţi a=50mm, g=7mm şi e=14,9mm), dimensiunile barei 3 (DE EXEMPLU L50X50X6 cu a=50mm, g=6mm şi e=14,5mm), respectiv a barei 4, unghiul α₁=63,43° şi σ_a pe care cred că toţi l-aţi luat 100 N/mm²

 

Prima dată vă scriu ce trebuie să calculaţi, iar apoi trecem la desen:

În primul rând, trebuie să aflăm grosimea platbandei s_p. Aceasta trebuie să fie mai mare decât cea mai groasă bară, adică de exemplu dacă g₁=7 şi g₃=6 şi g₄=5 atunci s_p≥7, pentru simplitate îl luăm s_p=10mm.

 

Acum urmează să calculăm toate caracteristicile niturilor de pe bara 1. Prima dată diametrul necesar al acestora:

d_{nit nec1}=7*√s_m -2, unde s_m=(g₁+s_p)/2

Diametrul efectiv a niturilor de pe bara 1 va fi mai mare decât această valoare: d_nit1>d_{nit nec1}

De aici putem afla distanţele dintre marginile platbandei de primul şi ultimul nit: e₁=e₂=2*d_nit1

Şi pasul dintre nituri (adică distanţa dintre cele două axe de simetrie ale nituri consecutive): t₁=3*d_nit1

 

Aceste nituri sunt solicitate de o forţă de forfecare F_f1 şi o forţă de strivire F_s1. Ca îmbinarea să nu se distrugă trebuie să avem destule nituri ca să reziste la aceste forţe.

F_f1=[(π*d²_nit1)/4]*Τ_a , unde Τ_a=0,8*σ_a=0,8*100 N/mm²=80 N/mm²

F_s1=d_nit1*g₁*σ_{as ,} unde σ_as=2*σ_a=2*100 N/mm²=200 N/mm²

iar numărul necesar de nituri:

n_{nit nec1}=F₁/min(F_f1,F_s1) , adică raportul dintre modulul lui F₁ şi cea mai mică forţă dintre F_f1 şi F_s1

Numărul efectiv al niturilor pe bara 1 va fi un număr natural mai mare decât ce am calculat mai înainte: n_nit1

 

Acum repetăm toate aceste calcule şi pentru bara 3 şi aflăm

diametrul necesar a niturilor cu  d_{nit nec3}=7*√s_m -2, unde s_m=(g₃+s_p)/2 → d_nit3

distanţele de marginea platbandei: e₁=e₂=2*d_nit3

pasul dintre nituri: t₃=3*d_nit3

F_f3=[(π*d²_nit3)/4]*Τ_a , unde Τ_a=0,8*σ_a=0,8*100 N/mm²=80 N/mm²

F_s3=d_nit3*g₃*σ_{as ,} unde σ_as=2*σ_a=2*100 N/mm²=200 N/mm²

iar numărul necesar de nituri:

n_{nit nec3}=F₃/min(F_f3,F_s3) → n_nit3 şi încă o dată pt bara 4

 

!!!Trebuie să avem grijă ca d_nit/2  să fie mai mică decât e-g, în alt caz bara trebuie redimensionată (adică alegeţi din STAS o dimensiune la care e-g să fie mai mare)!!!

 

Nu mai avem decât să desenăm:

Prima dată ne alegem punctul C undeva la mijlocul paginii şi îi alăturăm un sistem de coordonate. Probabil nu o să vă încapă tot desenul pe un A4 aşa că vă recomand să faceţi ori pe un A3 la scara 1:1 ori pe un A4 la scara 1:2 (adică dacă de exemplu aveţi de reprezentat 50 mm, pe desen va fi doar de 25mm).

După aceasta trasăm axele de greutate a fiecărei bare. pt Bara 1 avem un unghi de 153,43°, pentru bara 3 un unghi de 0°, iar pt bara 4 un unghi de 270°, dacă ţinem raportorul aşa:

După aceasta trasăm 3 bisectoare, între fiecare pereche de bare astfel:

Următorul pas este reprezentarea fiecărei bare. Pe axa de greutate deja trasată punem o perpendiulară (ca să putem măsura anumite distanţe de la această axă). Apoi vom măsura distanţa e pe o parte şi din acest punct vom trage o paralelă la axă. Paralela va merge de la bisectoare până unde aveţi loc pe pagină. Aceasta va fi marginea barei. Începînd de la această margine vom mai măsura distanţa a şi la distanţa a vom trasa încă o paralelă pentru a avea o aripă a profilului cornier. Cealaltă aripă în vederea de sus se reprezintă doar pe grosime, astfel tot de la marginea barei pe parte unde avem distanţa e, vom măsura distanţa g şi vom trasa o paralelă:

Acum urmează să reprezentăm niturile. De la prima secţiune plină măsurăm e₁ şi tragem o perpendiculară pe axa de simetrie a barei pentru a avea axa nitului. În acest punct va fi centrul cercului care reeprezintă nitul cu diametrul calculat. De aici măsurăm pasul t pentru a afla unde va fi centrul următorului nit şi repetăm de n_nit ori.

După ultimul nit mai măsurăm e₂ şi de acolo începe platbanda.

Acum nu mai avem altceva de făcut, decât să reprezentăm şi în secţiune.Asta înseamnă că alegem o bară pe care o desenăm cum o găsim şi în STAS, iar sub ea platbanda de grosime s_p. la axa de greutate reprezentăm şi nitul:

*pe desen am uitat să trasez axa de greutate a barei dar este o verticală exact la mijlocul nitului şi să cotez grosimea platbandei.

2.Tot aşa o să procedez, prima dată calculele, iar apoi desenul.

De ce o să avem nevoie din tema 2?

Dimensiunile barelor 6 (a₆, g₆, e) şi 7 (a₇, g₇, e), forţele F₆ şi F₇

Din nou începem cu stabilirea grosimii platbandei, care trebuie să fie mai groasă decât cea mai groasă dintre bare. s_p

Pentru bara 6

Calculăm mai întâi înălţimea sudurii a=0,7*g₆ , apoi ce forţe acţionează pe fiecare secţiune a barei despărţite de axa de greutate.

Vom avea: F₆=F^l₆/(1+h₂/h₁) şi F^ll₆=F₆/(1+h₁/h₂) , unde h₁=e şi h₂=a₆-e

Acum vom calcula lungimea cordonului de sudură:

l^l_s6=F^l₆/(a*Τ_as) +2*a, unde Τ_as=0,065*σ_a=0,065*100 N/mm²=6,5 N/mm²

l^ll_s6=F^ll₆/(a*Τ_as) +2*a, unde Τ_as=0,065*σ_a=0,065*100 N/mm²=6,5 N/mm²

Repetăm şi pentru bara 7:

 

Calculăm mai întâi înălţimea sudurii a=0,7*g₇, apoi ce forţe acţionează pe fiecare secţiune a barei despărţite de axa de greutate.

Vom avea: F^I₇=F₇/(1+h₂/h₁) şi F^ll₇=F₇/(1+h₁/h₂) , unde h₁=e şi h₂=a₇-e

dar deoarece forţa F₇ este 0, vom lua ca valoarea F₇ forţa la care am obţinut dimensiunea barei, adică cea mai mică valoare calculată în tema 2.

Acum vom calcula lungimea cordonului de sudură:

l^l_s7=F^l₇/(a*Τ_as) +2*a, unde Τ_as=0,065*σ_a=0,065*100 N/mm²=6,5 N/mm²

l^ll_s7=F^ll₇/(a*Τ_as) +2*a, unde Τ_as=0,065*σ_a=0,065*100 N/mm²=6,5 N/mm²

 

 

Şi acum desenul:

Pentru vederea de sus a celor două bare procedăm la fel ca la punctul 1:

După aceasta trasăm cordonul de sudură de fiecare parte (desigur dacă cordonul de sudură are o lungime care nu încape pe pagină, îi facem barei o ruptură...). Să avem grijă ca lungimea l^ll să o facem pe partea a barei unde se vede şi cealaltă aripă a profilului cornier. Iar ultimul detaliu este să reprezentăm platbanda, care este mai mare decât cordoanele de sudură. Şi nu uitaţi să cotaţi grosimea platbandei(s_p) şi cele două l^l respectiv l^ll:

ŞI GATA