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

 

Anexa.MD.03 Descrierea modulului MDESIGN pentru verificarea asamblărilor cu bolțuri

 

Lansarea modulului de verificare a asamblărilor cu bolțuri

Fereastra principală a pachetului MDESIGN (Calculation Libraries)

  

Feresatra principală a grupului MDESIGN mechanical

 

Feresatra principală a grupului Bolțs and Pin

 

Feresatra principală a modulului Crossbolt

 

Pagina pentru date de intrare (Input)

Aspecte generale

Selectarea paginii Input

 

 

 Principiile de calcul

Semnificații

-        Active Forces on the Crossbolt (forțele care acționează asupra bolțului transversal): Pole (titant); Fork (furcă).

-        Crossbolts (bolțuri transversale)

Cu următorul program bazat pe calculele de bază din Roloff/Mateck, Organe de mașini (lucrare tradusă și în limba română) este capabil să dimensioneze și calculeze bolțurile transversale.

Acest program iau în considerare bolțuri fără cap conform DIN EN 22340, forma A și B, bolțurile cu cap conform DIN EN 22341 forma B, precum și  bolțurile cu cap și porțiune filetată conform DIN 145.

Programul de calcul consideră împreună cele trei cazuri constructive care apar deseori în practică. Aceste trei cazuri nu trebuie introduse de utilizator, calculele se vor derula în parallel pentru toate cele 3 cazuri după care calculul se va derula distinct pe screen și fițierul de lucru.

Totodată modulul Crossbolts are 6 posibilități de operare distincte, care vor recunoaște automat parametri variabili de intrare ai modelului de calcul și corespunzător algoritmii de calcul pentru toate cele 3 cazuri constructive considerate.

Cele 3 cazuri constructive considerate de program sunt:

Cazul 1: bolt-furcă, ajustaj cu strângere; bolt-furcă, ajustaj cu strângere.

Cazul 2: bolt-furcă, ajustaj cu strângere; bolt-furcă, ajustaj cu joc.

Cazul 3: bolt-furcă, ajustaj cu joc; bolt-furcă, ajustaj cu strângere.

 

Geometria asamblării

Grosimea tirantului, furcii și diametrul bolțului

Semnificații

-        Pole force, Pole Width, Fork Width, Crossbolt Diameter (forța tirantului, grosimea tirantului, grosimea furcii, diametrul bolțului transversal)

Totodată modulul Crossbolts are 6 posibilități de operare distincte, care vor recunoaște automat parametri variabili de intrare ai modelului de calcul.

Cele șase posibilități de calcul sunt:

-        Examinarea legăturii bolțului transversal: Toți parametrii aplicației sunt dați. În consecință, programul calculează toate tensiunile efective. După aceasta sunt determinate rezultatele privind siguranța. În plus, este calculată tensiunea normală maximă (în secțiune) σw.

-         Determinarea factorului de lucru maxim cBmax: Toți ceilalți parametri ai aplicației sunt dați.  Prima data, va fi calculat factorul de lucru maxim. Apoi, se vor determina toate tensiunile admisibile  și effective.

-        Determinarea rezistenței capabile a tirantului pentru forța transmisă Fmax:  Toți ceilalți parametri ai aplicației sunt dați.   Prima data, va fi calculată forța maximă transmisă. Apoi, se vor determina toate tensiunile effective.

-        Determinarea grosimii minime (maxime) a tirantului tSmin (tSmax) :  Toți ceilalți parametri ai aplicației sunt dați.   Prima data, vor fi calculate grosimile maxime și minime ale tirantului. Apoi, se vor determina toate tensiunile effective.

-        Determinarea grosimii minime (maxime) a furcii tGmin (tGmax) :  Toți ceilalți parametri ai aplicației sunt dați.   Prima data, vor fi calculate grosimile maxime și minime ale furcii. Apoi, se vor determina toate tensiunile effective.

-        Determinarea diametrului minim al bolțului dmin: Toți ceilalți parametri ai aplicației sunt dați.   Prima data, va fi calculat diametrul bolțului. Apoi, se vor determina toate tensiunile admisibile  și effective.

 

Lățimea tirantului, diametrul găurii

 

Semnificații

-        Width of web, Diameter of bore (lățimea tirantului/furcii, diametrul găurii)

Pentru verificarea a asamblării cu bolt transversal se poate calcula tensiunea normală σw (din  peretele tirantului/furcii) în zona găurii. Deci este necesar definirea aplicațiilor pentru lățimea tirantului/furcii și diametrul găurii.

Notă: aplicațiile pentru b respectiv dL se pot face conform modelelor de calcul adoptate.

 

Tipul încărcării

 

Semnificații

-        Loading Type (tipul încărcării)

Modulul de calculul a asamblării cu bolt transversal este diferit pentru cele 3 tipuri de încărcare și utilizatorul poate selecta unul din următoatrele cazuri.

-        încărcare statică (coeficientul de asimetrie al tensiunii k = 1),

-        încărcare variabilă pulsatorie (coeficientul de asimetrie al tensiunii k = 0),

-        încărcare variabilă oscilatorie (coeficientul de asimetrie al tensiunii k = - 1),

Corespunzător cu tipul încărcării, tensiunile admisibile de încovoiere (σbzul), de forfecare (τazul) și presiunea medie din contacte (pzul) se va calcula diferit pentru fiecare caz.

Notă:

-        Pentru calculul tensiunii admisibile de încovoiere σbzul și tensiunii admisibile de forfecare τazul  se folosește rezistența la rupere a materialului bolțului.

-        Pentru calculul presiunii medii d econtact se folosește rezistența la rupere a materialului celui mai slab. Această regulă se aplică atât pentru materialele în contact în zona tirantului cât și în zonele furcii.

 

Factorul de operare și Forța tirantului

 

Semnificații

-        Operational Factor (factorul de operare)

Type of impacts (tipurile impactului): Light (ușor), Electrical Machine (mașini electrice); middle (mediu), Slotting Machine (mașini alternative); strong (puternic), Shear, Press (foarfeci, prese); very strong (foarte puternic), Rolling Machine (mașini de rulare)

 

Date despre materiale

Alegerea materialului bolțului

 

Semnificații

Crossbolt – Material (strength values) according to (bolț transversal – material (valori de rezistență) conform cu): MDESIGN data base (baza de date MDESIGN); User database (baza de date utilizator); Own assignment (asignare proprie).

-        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).

 

Selectarea materialului

 

 

Semnificații

Material designation (denumirea materialului)

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.

 

Date despre material

 

Semnificații

-        Ultimate strength for (rezistența la rupere pentru)

-        Material standard values (valorile standard de material);

Valorile standard de material ale rezistenței la rupere RmN și la curgere RpN  corespund cu dimensiuni standard de referință care sunt reprezentate printr-un diametru echivalent dmN sau dpN .

Notă: Termenul “yeld point” (punct de curgere) este folosit ca termen general pentru rezistența la curgere și deformația remanentă 0,2%.

Introducerea valorii temperaturii

Semnificații

-        Temparature

Descreșterea rezistenței materialului cu creșterea temperaturii se poate considera prin intermediul unui factor de temperatură. Se deosebesc următoarele domenii de temperaturi dependente de valoarea temperaturii introduse:

Normal temperature

Pentru oțeluri cu granulație fină, de la -40oC la 60oC.

Pentru alte oțeluri, de la -40oC la 100oC.

Pentru materiale ffragile, de la -25oC la 100oC.

Pentru duraluminiu, de la -25oC la 50oC.

Pentru aliaje de aluminiu moi, de la -25oC la 100oC.

Alte date despre material

 

Semnificații

-        Material, surface hardened (material, suprafață durificată)

-        Material with hard boundary layer (materiale cu suprafețe dure)

Deformațiile plastice ale elementelor constructive cu suprafețe dure, cu precădere în zonele cu comncentratori de tensiune, fiind reduse datorită durității superficiale, pot conduce la fisuri de suprafață, considerate nepermise, factorul deformării plastice nu este luat în considerare pentru calculele de construcție și este acceptat npl = 1.

Deci, dacă nu există suprafață dură marcată prin opțiunea “no”, factorul deformării plastice este definit de program dependent de tratamentul termic automat și este luat în considerare în calculele următoare.

 

 

 

Semnificații

-        Loads, mainly crosswise to the prefered direction of machining (rolling) (încărcări, în principal determinate direcția de prelucrare semifabricat (rulare))

-        Considering the direction of rolling (considerare direcției de rulare)

Valorare rezistenței, sunt determinate de direcția de prelucrare semifabricat (rulare, forjare) preferată pentru o tensiune.  Deci, dacă materialul are rezistență redusă se va lua în considerare direcția de prelucrare a semifabricatului, introducâd ”yes, aceasta se va corela cu factorul de anisotropie kA.

Pentru toate materialele fragile, în general,factorul de anizotropie nu este folosit. Este valid anisotropie kA = 1.

Alegerea materialelor furcii și tirantului

 

Semnificații

Fork – Material (strength values) according to (furcă – material (valori de rezistență) conform cu):

Pole – Material (strength values) according to (tirant – material (valori de rezistență) conform cu):

Obs. Celelalte semnificații sunt identice ca în cazul materialului bolțului (crossbolt) descries mai sus