Mogan Gh.L. Buzdugan I.D. Proiectarea dispozitivelor de remorcare auto. Universitatea Transilvania din Braşov

 

Anexa.MD.1 Descrierea modulului MDESIGN de verificare a barelor

 

Lansarea modulului de verificare a barelor

Fereastra principală a pachetului MDESIGN (Calculation Libraries)

  

Feresatra principală a grupului MDESIGN mechanical

 

Feresatra principală a grupului MDESIGN Shafts, Axles, Beams

 

Feresatra principală a modulului Beam

 

Pagina pentru date de intrare (Input)

Aspecte generale

Selectarea paginii Input

 

 

Opțiuni

Semnificații

-        Single beam (bară simplă). Se adoptă în cazul barelor cu secțiune constantă încastrată și cu încărcări concentrate la capul liber al barei.

-        General beam (bară generală). Se adoptă pentru cazurile care nu se încadrează în cazul anterior.

 

Poziția de vizualizare a calculelor detaliate

Semnificații

-        Detailed calculation for position (Poziția pentru calculul detaliat): x [mm]

-        Calculation position (poziția de calcul): Data de intrare x definește poziția pentru calculul detaliat. Următoarele rezultate corespunzătoare acestei poziții vor fi prezentate în partea de rezultate obținute și în graficele din ferestrele grafice: momentele de încovoiere după axele y și z; momentele de încovoiere combinate; tensiunile de tracțiune-comprseiune; tabel cu tensiunile normale (muchiile: P1-P7); tensiunile normale combinate maxime; tabel cu tensiunile de forfecare (muchiile: P1-P7); tensiunile de forfecare combinate maxime; coeficientul de siguranță la curgere într-un punct; săgețile și rotirile; figuri cu tensiunile în secțiune transversală.

 

Considerarea greutății proprii

 

Semnificații

Consideration of own weight (Considerarea greutății proprii): Opțional se poate considera greutatea proprie a barelor pentru calcule statice (momente, tensiuni, săgeți etc.)

 

Geometria barei

 

                                

 

Semnificații

        Beam Geometry (Geometria barei). Modelarea barei se va face de la stânga la dreapta. Se pot defini bare cu maximum 50 de tronsoane. Tronsonul unei bare este complet definit cu următoarele date: Beam profile (profilul barei); Symbolic notation (simbolul asociat); Section length (lungimea tronsonului), li [mm]; Cross-section (aria secțiunii), A [cm2]; Moment of inertia around y-axis (momentul de inerție în raport cu axa y), Iy [cm4];  Moment of inertia around η-axis (momentul de inerție în raport cu axa η), Iη [cm4];  Moment of inertia around z-axis (momentul de inerție în raport cu axa z), Iz [cm4];  Moment of inertia around ξ-axis (momentul de inerție în raport cu axa ξ), Iξ [cm4];  Drag torque around y-axis (modulul de rezistență în raport cu axa y), Wy [cm3]; Drag torque around z-axis (modulul de rezistență în raport cu axa z), Wz [cm3];  Static moment around y-axis (momentul static în raport cu axa y), Sy [cm4];  Static moment around z-axis (momentul static în raport cu axa z), Sz [cm4];  Data source (Sursa datelor), de ex. MDESIGN Database; Strip Steel (platbandă), Height (înălțimea) h [mm], Width (lățimea) b [mm]; Equal leg angles (profil L cu laturi egale), Height (înălțimea) h [mm], Width (lățimea) t [mm], Radius (raza) r [mm], Slope of ξ- ξ (înclinarea axei ξ- ξ), α [o]; Axis distances (distanța față de axa), cy [mm]; Axis distances (distanța față de axa), cz [mm]; I-beams (bară cu profil I), Height (înălțimea) h [mm], Width (lățimea) b [mm], Middle width of the web plate (grosimea la mijlocul profilului) s [mm], Middle width of the beam flange (grosimea la mijlocul tălpii) t [mm], Radius (raza) r [mm]; Square hollow sections (țeavă pătrată), Height (înălțimea) h [mm], Width (lățimea) b [mm], Wall thickness (grosimea peretelui) t [mm]; Rectangular hollow sections (țeavă dreptunghiulară), Height (înălțimea) h [mm], Width (lățimea) b [mm], Wall thickness (grosimea peretelui) t [mm]; Round hollow sections (țeavă rotundă), External diameter (diametrul exterior), Wall thickness (grosimea peretelui) t [mm]; Rod (bară plină), Diameter, D [mm]; T-steel (profil T) Height (înălțimea) h [mm], Width (lățimea) b [mm], Distance to the zz axis (distanța până la axa zz), d [mm], Middle width of the web plate (grosimea la mijlocul profilului) s [mm], Radius (raza) r [mm]; Unequal leg angles (profil L cu laturi neegale), Height (înălțimea) h [mm], Width (lățimea) b [mm], Thickness of the angle flange (grosimea laturilor) t [mm], Radius (raza) r [mm], Slope of ξ- ξ (înclinarea axei ξ- ξ), α [o]; Axis distances (distanța față de axa), cy [mm]; Axis distances (distanța față de axa), cz [mm]; U-profile (profil U), Height (înălțimea) h [mm], Width (lățimea) b [mm], Distance to the zz axis (distanța până la axa zz), d [mm],  Middle width of the web plate (grosimea la mijlocul profilului) s [mm], Middle width of the beam flange (grosimea la mijlocul tălpii) t [mm], Radius (raza) r [mm]; Square profile (profil pătrat), Length (lungimea) b [mm]; Z-steel (profil Z), Height (înălțimea) h [mm], Width (lățimea) b [mm], Middle width of the web plate (grosimea la mijlocul profilului) s [mm], Middle width of the beam flange (grosimea la mijlocul tălpii) t [mm], Radius (raza) r [mm]; Slope of ξ- ξ (înclinarea axei ξ- ξ), α [o].

 

Reazeme

 

 

Semnificații

-        Grafic selection (selectare grafică): rigid clamping (încastrare), rigid bearings (articulație), free bearing (reazem simpu)

-        Bearings (Reazeme): Pentru calculul reacțiunilor din reazeme (forțe și momente) trebuie să se introducă tipul reazemului (încastrare, articulație, reazem simplu) și poziția reazemului pe axa x. Se pot considera 5 reazeme.  Reazemele sunt definite de poziția pe axa x și coeficientul de rigiditate pentr fiecare grad de libertate.

Notă: Dacă deformațiile elastice din reazem nu sunt importanete (nu se iau în considerare) reazemul se consideră rigid (valoarea rigidității este -1). Dacă deformațiile elastice din reazem sunt importante se pot lua în considerarea pentru calculul reacțiunilor din reazem. Deformațiile din reazem sunt elastice și proporționale cu valoarea forțelor de reacțiune.

Condition  of bearings (tipul reazemului)          Input (valori de intrare)

            rigid (rigid)                                                           10e10 N/mm ≤ c ≤ infinite (-1)

            elastic (elastic)                                                      0 N/mm ≤ c ≤ 10e10 N/mm

-        Stiffness cx,  Stiffness cy,  Stiffness cz [N/mm] (rigiditatea liniară cx, cy, cz); Tilt stiffness Ty,  Tilt stiffness Tz  [N/Grag] (rigiditatea de rotație Ty, Tz)

 

Forțe axiale Fax

Opțiuni, parametri și comentarii

 

 

Semnificații

-        Axial forces (forțe axiale)  Fax: Position (poziția) x [mm]; Amount (valoarea) Fax [N];   Radius (distanța) r [mm]; Angle (unghiul) α [o].  

-        Axial forces (forțe axiale): Se pot lua în considerare până la 20 forțe axiale centrice sau excentrice. Forța axială se definește ca pozitivă în sensul pozitiv al axei x. Momentul de încovoiere suplimentar determinat de încărcarea axială excentrică va fi luat în calcul. Forțele axiale care acționează prin intermediul unuei pârghii (braț) sunt definite de valoare și de distanța față de axa x (radius).  Pentru forțele axiale se definește un unghi de poziționare pe circumferință (0-360o). Necesarul datelor pentru forțele axiale centrice și excentrice sunt:

Loading (încărcarea):                                          Necessary entries (date de intrare necesare):

-        centric axial forces (forța axială centrică)         amount (valoarea), line (sensul) (positive or negative (pozitiv sau negativ), position (poziția)

-        eccentric axial force (forța axială centrică)       amount (valoarea), line (sensul) (positive or negative (pozitiv sau negativ), position (poziția),                                        

                                                                                        radius(lever)  (distanța, brațul)                             

 

Forțe radiale Fr

Opțiuni, parametri și comentarii

 

 

Semnificații

-        Radial forces (forțe radiale) Fr: Position (poziția) x [mm]; Amount (valoarea) Fr [N]; Angle (unghiul) α [o].  

-        Radial forces (forțe radiale): Se pot lua în considerare până la 20 forțe radiale sau tangențiale. Forța radială se definește ca pozitivă în sensul pozitiv al axei z (vertical axis (axa verticală)). Forța periferică acționând de ex. asupra unui dinte adițional se poate lua în considerare prin intermediul unei forțe radiale în direcția axei z.  Pentru toate forțele radiale  sau tangențiale se definește un unghi de poziționare pe circumferință (0-360o). De ex. forțele din planul y-z pot fi introduse direct.

Necesarul datelor pentru forțele radiale sau tangențiale sunt:

Loading (încărcarea):                                                      Necessary entries (date de intrare necesare):

-        radial forces (forța radială)                                    amount (valoarea), direction (sensul) (positive or negative (pozitiv sau negativ), position (poziția)

-        tangential force (forța axială tangențilă)               amount (valoarea), direction (sensul) (positive or negative (pozitiv sau negativ), position (poziția),  

                                                                                           angle (de ex. direcția față de axa z)

 

Momente de încovoiere Mb

Opțiuni, parametri și comentarii

 

 

 

 

Semnificații

-        Bending moments (momente de încovoiere) Mb: Position (poziția) x [mm]; Amount (valoarea) Mb [Nm]; Angle (unghiul) α [o].  

-        Bending moments (momente de încovoiere): Se pot lua în considerare până la 10 momente de încovoiere. Prin introducerea unghiului de poziționare pe circumferință (0-360o) se poate stabili direcția efectivă a momentului de încovoiere. Semnul momentului este determinat de simbolul sensului. Astfel, momentul de încovoiere definit pozitiv are sensul antiorar. Dacă apar mai mult de 10 momente de încovoiere este posibil să fie definite ca forțe axiale excentrice. Vezi textul ajutător despre axial forces.

Necesarul datelor pentru momentele de încovoiere:

Load (încărcarea):                                                      Necessary entries (date de intrare necesare):

-        bending moment (moment de încovoiere)        amount (valoarea), sign of rotation (sensul de rotație) (positive or negative sign character (pozitiv sau               

                                                       negative simbol)), position (poziția)                                                     

 

Forțe distribuite

Opțiuni, parametri și comentarii

 

Semnificații

-        Distributed load (încărcări distribuite): Position (poziția) x [mm]; Amount (valoarea) q1 [N/mm]; Amount (valoarea) q2 [N/mm]; Length (lungimea) l [mm]; Angle Angle (unghiul) α [o].  

-        Distributed load (încărcări distribuite): Se pot lua în considerare până la 20 încărcări distribuite uniforme sau variabile. Fiecare încărcare distribuită este definită ca pozitivă în sensul axei z (axa vericală). În principal încărcările distribuite pot fi constante (q1 = q2) sau variabile (q1q2).  În plus, se poate defini unghiul de poziționare pe circumferință (0-360o).

Necesarul datelor pentru încărcări distribuite:

Load (încărcarea):                                                      Necessary entries (date de intrare necesare):

-        distributed load (încărcare distribuită)        amount per  [mm] (valoarea per  [mm]), direction (sensul de acțiune) (positive or negative sign character                                                          

                                                                                 (pozitiv  sau  negative simbol)), position (poziția), loading length (lungimea de încărcare)                                                     

 

Momente de torsiune T

Opțiuni, parametri și comentarii

 

 

 

Semnificații

-        Torsion moments (momente de torsiune) T: Position (poziția) x [mm]; Amount (valoarea) T [Nm]; Length (lungimea) l [mm].  

-        Torsion moments (momente de torsiune): Se pot lua în considerare până la 10 momente de torsiune. Momentele de torsiune sunt definite ca de trecere respectiv  de cap

            Load (încărcarea):                                            Necessary entries (date de intrare necesare):

-        Torsion moment (momentul de torsiune)        amount (valoarea), position (poziția), length (lungimea)                                                     

 

Pentru calculul barei solicitată la torsiune se consideră următoarele ipoteze:

-        Bara trebuie să să fie cu secțiune constantă în direcție longitudinală

-        Bara nu poate avea mai mult decât o secțiune

-        Reazemele unei singure bare poate avea două articulații sau două restricții

-        Calculul este realizat cu o valoare apoximativă a rezistenței conform “TM – Prof. Dr. Wandinger” rezultatele fiind evaluate ca prima clasificare ale încărcării. Din cauza efectelor locale, curburi și dependențelor de aplicarea încărcării,  rezultate au abateri considerabile de la cele locale determninate cu FEM.

Notă: Momentele detorsiune de trecere sunt positive. Momentele de torsiune de cap sunt definite ca negative.

 

Date despre material

Opțiuni, parametri și comentarii

 

 

 

 

 

Semnificații

-        Strength values according to (valoarea rezistenței conform): MDESIGN data base (baza de date MDESIGN); User data base (baza de date utilizator); Own assignment (introducere manual).

-        Strength values (valorile rezistențelor): sunt necesare pentru calculul de rezistență și sunt associate tipului materialului care se alege din baza de date.

-        Material database (baza de date cu materiale).

Cel mai ușor, materialele precum și valorile standard pot fi introduse din baza de date. Se pot introduce materiale sau date proprii direct în pagina de intrare.

În principiu se pot introduce date în trei moduri ca mai jos.

MEDESIGN Database (baza de date MDESIGN)

Materialele precum și datele necesare pentru calculi se preiau din baza de date prin intermediul meniului de intrare. Datele selectate nu sunt editabile.

User Database (baza de date utilizator)

În acest caz există un database table cu structura concordantă cu baza de date MDESIGN. În orice caz, aceasta nu conține niciun material ca implicit, și utilizatorul trebuie sa aleagă pe cel corespunzător. 

Pentru aceasta sunt disponibile următoarele posibilități:  oricare material cu caracteristicile acestuia se introduc  datele într-un table editabil sau se va salva materialul predeterminat îm pagina de intrare a bazei de date (v. “Own assignment”, în continuare).

Own assignment (asignare proprie)

Această opțiune permite să se definească caracteristicile unui material ca un grup distinct prin intermediul paginii de intrare. În  acest fel toate informațiile și datele despre materiale sunt stocate într-un fișier de calcul ca parametri de intrare.

Mai mult, the material grup pot fi transferate cu funcția save în tabelulul bază de date “User database” din modulul “Material data“. Astfel, acest material este accesibil în orice moment pentru toate calculele și pentru orice utilizator (de ex. instalări pe net).

-        Material group/Heat treatment or state (grupul de material/tratamentul termic sau starea)

Pe lângă scopul documentar este important să se asigneze factorul tehnologic dimensional, factorul limită la oboseală, factorul de temperatură și la ce grup de materiale aparține materialul….

-        Standard dimension (dimensiunea standard a semifabricatului; Ultimate strength (rezistența la rupere); Yield point (punctul de curgere); Modulus of elasticity (modulul de elasticitate); Poisson’s ratio (coeficientul Poisson); Density (densitatea)