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

Subcap.3.2 Proiectarea elementului 4 (tirant superior)

A. Schema de încărcare şi date de proiectare

Schema de încărcare exterioară	Schema de încărcare a elementului 4 (tirant superior)
Date de proiectare Forţele exterioare: FX, FY , FZ acţionează la distanţa Lc (Subcap.3.1, Ex.3.1);  se calculează momentele în centrul găurii de trecere (Calc.0): MX4 = FY Lc, MY4 = FX Lc .   Restricţii dimensionale: dimensiunea X1 impusă (Ex.1.2.2). Restricții de funcţionare: temperatura, T = (-30…40)^oC; mediu de lucru exterior cu umezeală avansată. Restricţii constructive: material sudabil

B. Alegerea materialului şi tratamentelor termice

Deoarece tirantul este o piesă care se va suda se adoptă, oţel sudabil (de ex. S185, S235, S275) (Anexa.M.01), conform SR EN 10025-2 (STAS 500/2). Aceste oţeluri nu se tratează termic înainte de sudare; după sudare subansamblul se poate supune unei operaţii de recoacere de detensionare. Pentru oţelul adoptat în vederea calculelor se vor reţine tensiunea limită de curgere s₀₂ şi rezistenţa la rupere s_r.

C. Proiectarea formei constructive

Model constructiv

Caracteristici şi restricţii constructive

- se adopta semifabricat de tip oţel lat (platbandă) cu dimensiunile secțiunii (b₄ şi h₄) standard;

- legătura elementului 4 cu elementul 5 se va materializa printr-o îmbinare sudată de colt.

D. Model de calcul, dimensionare şi verificare

Model de calcul

Solicitări şi ipoteze de calcul -  modelul de calcul consideră elementul 4 o bară dreaptă încastrată, cu secţiune dreptunghiulară - cu dimensiunile b şi h - solicitată la tracţiune de forţa FX, la încovoiere de sarcinile FZ, FY şi MY4, la torsiune de momentul MX4 şi la forfecare de forţele FZ şi FY; -     elementele 4 şi 5 sunt îmbinate prin sudare şi pentru calculul de dimensionare a tirantului 4 se consideră că acesta este încastrat în secţiunea (marcată cu galben) din centrul cordonului de sudură; -     deoarece, modelul de dimensionare cu luarea în considerare a tuturor solicitărilor este de complexitate mărită, în continuare, se adoptă un model simplificat care ia în considerare solicitarea principală de încovoiere dată de forţa FZ şi momentul MY4; după determinarea dimensiunilor prin rezolvarea modelului simplificat se va face verificarea cu pachetul MDESIGN (Ghid.3.6 ). Date  de calcul -    despre încărcare: FZ – forţa verticală, şi MY4 momentul după axa Y; -     despre formă şi dimensiuni: bară dreptunghiulară cu b/h = k (se poate adopta k = 3, 4 sau 5); -     despre material: σ02 – tensiunea limită de curgere; σat = σ02/c – tensiunea admisibilă la tracţiune; σaî = (1,05…1,1)σat –tensiunea admisibilă la încovoiere; c = 2…3 – coieficientul de siguranţă

Relaţii de calcul -     efortul de încovoiere în secţiunea critică (pentru modelul simplificat): Mî max = MY4 + FZ X1; -     condiţia de rezistenţă la încovoiere în secţiunea critică, σîmax = = ≤ σaî. -      dimensionare, din relaţia de mai sus, ţinând cont că b = k h, (k = 3, 4 sau 5) se determină grosimea tirantului h^nec = (Calc.3.2.1) şi rezultă, lăţimea acestuia, b^nec = k h^nec (Calc.0); din Anexa.ST.01 se adoptă semifabricat de tip platbandă (oţel lat) cu dimensiunile b4 = b ≥ b^nec şi h4 = h ≥ h^nec

E. Proiectarea formei constructiv-tehnologice

Desen constructiv-tehnologic

Recomandări pentru adoptarea dimensiunilor și a parametrilor tehnologici -    dimensiuni: b4, h4, R = b4/2, L4 = X1 + R; diametrul găurii, D1, se va determina la proiectarea legăturii 1-4 (Subcap.3.3, Ex.3.3); - se adoptă pentru muchiile ascuțite teșituri de protecție, 0,5x45^o(Anexa.T.02); -    prelucrarea presupune: frezarea porţiunilor de cap şi găurirea; celelalte suprafețe rămân neprelucrate conform simbolului atașat; -    calitatea (rogozitățile) suprafeţelor prelucrate, Ra1 = 6,3 µm sau Ra1 = 12,5 µm; Ra2 = 6,3 µm sau Ra2 = 12,5 µm (Anexa.T.03)