PRC-A PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A STRUCTURILOR  PRODUSELOR MECANICE

PRC-A.1 PROIECTAREA ELEMENTELOR

PRC-A.1.1 PROIECTAREA ELEMENTELOR DE TIP COLOANĂ

PRC-A.1.1.3 SUPORT STÂNGA/DREAPTA - CAZUL 3

 

 

CUPRINS

PRC-A.1.1.3.1 DATE DE PROIECTARE

PRC-A.1.1.3.2 ALEGEREA MATERIALULUI, TRATAMENTELOR TERMICE ŞI A TEHNOLOGIEI

PRC-A.1.1.3.3 ALEGEREA FORMEI CONSTRUCTIVE

PRC-A.1.1.3.4 DIMENSIONARE ŞI VERIFICARE

PRC-A.1.1.3.5 PROIECTAREA FORMEI TEHNOLOGICE

PRC-A.1.1.3.6 VERIFICAREA MODELULUI CU PACHETUL MDESIGN

 

PRC-A.1.1.3.1 DATE DE PROIECTARE

 

Tab. PRC-A.1.1.3.1.1  Definirea problemei de proiectare a suporţilor de tip coloană  solicitaţi excentric

Subtema de proiectare

Să se proiecteze suportul stânga/dreapta, poziţia 3/3’ din fig. PRC-A.1.1.3.1.1  cu funcţia principală de  transmitere a sarcinilor (forţe şi momente) de la tirantul, poziţia 13/13’ la flanţa de fixare de pe şasiu.

Specificaţii impuse:

a.     Forţele exterioare: FX = 1500 N, FY = 300, FZ = 700 N acţioneză la distanţele L1 = 48 mm, L2 = 80 mm, L3 = 180 mm, L4 = 220 mm, L5 = 400 mm; L6 = 150 mm; se calculează forţele şi momentele în centrul asamblării cu şuruburi 13-3 (13’-3’):  FXs = 750 N,    FYs = 150 N, FZs = 350 N; MX3 = FY (L1+L3)/2 = 34200 Nmm, MZ3 = FY (L2+ L4+ L6)/2 + FX L5/2  = 217500 Nmm,  MY3 = FX (L1 +L3)/2 + FZ (L2 + L4+ L6)/2 = 328500 Nmm;

b.    Tipul sarcinii: statică

c.      Restricţii dimensionale: L7 = 200 mm; L8 = 50 mm; a = 75 mm;

d.    Condiţii de funcţionare: temperatura, T = - 30oC…40oC; mediu de lucru exterior cu umezelă avansată;

e.      Condiţii constructive: materiale sudabile;

f.      Condiţii de ecologie: utilizarea de materiale şi tehnologii eco, reciclarea materialelor, protecţia vieţii.

a

b

Fig. PRC-A.1.1.3.1.1 Schema funcţional-constructivă a elementelor de tip coloană solicitată excentric: a – integrare în ansamblu; b – schema de încărcare

 

 

PRC-P.1.1.3.2 ALEGEREA MATERIALULUI, TRATAMENTELOR TERMICE ŞI TEHNOLOGIEI  

 

Se adoptă, oţel S235, conform SR EN 10025-2 (STAS 500/2).

 

Tab. APP-A.1.2.1.2.1 Date despre material

Materialul

Tratamentul termic

Duritatea [HB]

Tensiunea limită  de curgere

Rezistenţa la rupere

S235 (OL37), SR EN 10025-2 (STAS 500/2)

-

-

s02 = 235 MPa

sr = 360 MPa

 

 

PRC-A.1.1.3.3 ADOPTAREA FORMELOR CONSTRUCTIVE

 

 

Caracteristici şi restricţii funcţionale şi constructive:

-         se adopta semifabricat de tip platbandă cu dimensiunile secţiunii b1 =  b13 = 90 mm şi grosimea g = 8 mm;

 

Adoptarea parametrilor geometrici funcţionali şi constructivi:

-         se adoptă  a = 75 mm;  b=7,5 mm, aceleaşi dimeniuni de poziţionare a găurilor ca în cazul tirantului 13.

 

Fig. PRC-A.1.2.1.3.1 Parametri  geometrici, funcţionali şi constructivi

  

PRC-A.1.1.3.4 SCHEMA DE CALCUL, DIMENSIONARE ŞI VERIFICARE

 

  Fig. PRC-A.1.3.1.4.1 Modelul de calcul

Ipoteze de calcul şi solicitări:

-         modelul de calcul este o bară dreaptă încastrată,  solicitată la tracţiune de forţa FZs ; la încovoiere oblică de sarcinile FXs, FYs şi MX3, MY13; la torsiune de momentul MZ3; la forfecare de forţele FYs şi FZs;

-         elementele 3/3’ formează asamblare cu şuruburi montate cu joc cu o flaşă fixată pe şasiu;

-         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 FYs şi momentul MX3; după determinarea dimensiunilor prin rezolvarea modelului simplificat se va face verificarea cu modulul cu pachetul MDESIGN (subcap. PRC-A.1.1.1.6)

Date  cunoscute (pentru modelul simplificat):

despre încărcare: FYs = 150 N, MX13 = 34200 Nmm, aplicate static;

-         despre formă şi dimensiuni: platbandă cu dimensiunile, b3 = 90 mm; grosimea h3  necunoscută; L7 = 200 mm

-         despre material: 02 = 235 MPa – tensiunea limită de curgere; c = 1,5…2,5 - coieficientul de siguranţă;  σat = σ02/c = 235/1,5…2,5 = 90…150 MPa – tensiunea admisibilă la tracţiune (se adoptă, σat = 90 MPa); σaî = (1,05…1,1) σat  (σaî = 95 MPa)

Relaţii de calcul:

-         efortul de încovoiere în secţiunea critică (pentru modelul simplificat): Mî max = MX3 + FYs L7 = 64200 Nmm;

-         condiţia de rezistenţă la încovoiere în secţiunea critică,

                         (PRC-A.1.3.1.4.1)

 

-         dimensionare, din rel. PRC-A.1.3.1.4.1, se determină lăţimea tirantului

 =  6,23 mm,                          (PRC-A.1.3.1.4.2)

 

     din fer. PRC-M.1 se adoptă semifabricat de tip platbandă (oţel lat) cu b = 90 mm şi h = 8 mm.

 

PRC-A.1.3.1.5 PROIECTAREA FORMEI TEHNOLOGICE

 

 

Tab. PRC-A.1.3.1.5.1 Parametrii tehnologici şi de reprezentare

Recomandări pentru adoptarea parametrilor tehnologici şi de reprezentare:

 

-         numărul de rânduri găuri şi, deci, cursa de reglare se vor determina ţinând cont de distanţa dintre găuri (75 mm) dar şi de gabaritul inferior de rulare;

-         diametrul găurii de trecere pentru şuruburile de fixare se determinnă  în urma calcului asamblării cu şuruburi în subcap. AFS-A.3.2;

-         rugozitatea de prelucrare, Ra = 6,3 µm.  

 

 PRC-A.1.3.1.6 VERIFICAREA MODELULUI CU PACHETUL MDESIGN 

 

Verificarea se va face având ca model aplicaţia prezentată în subcap. PRC-A.1.2.1.6.