Коммерциялық емес акционерлік қоғам

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

Инженерлік графика және қолданбалы механика кафедрасы

 

 

 

МЕХАНИКА.

MECHANICAL DESKTOP ЖҮЙЕСІНДЕ  БІЛІКТІ

БЕРІКТІККЕ ЖӘНЕ ҚАТАҢДЫҚҚА ЕСЕПТЕУ

 5В071700 – Жылу энергетикасы  мамандығының барлық оқу түрлерінің студенттері үшін зертханалық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқау

 

 

Алматы  2011

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: А.Д.Дінасылов, Р.Қ.Қойлыбаева. Механика. Mechanical Desktop жүйесінде  білікті беріктікке және қатаңдыққа есептеу. 5В071700 – Жылу энергетикасы  мамандығының барлық оқу түрлерінің студенттері үшін зертханалық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқау.  -   Алматы:   АЭжБУ,  2011. – 20 б. 

Зертханалық жұмыста біліктің статикалық беріктікке, қатаңдыққа және қажу беріктігіне тексеру есебі Mechanical Desktop жүйесінде жүргізіледі.  Жұмысты орындау және алған нәтижелерді талдау арқылы студенттер «Иілу мен бұралудың біріккен әсері», «Қажу беріктігіне есептеу» тақырыптары бойынша өздерінің білімін жетілдіреді және компьютерлік жүйелерінде есептеу орындауына тәжірибе алады.  Жұмыс 2 академиялық сағат ішінде орындалады.

Әдістемелік нұсқау 5В071700 – Жылу энергетикасы мамандығының  2 курс студенттеріне арналған, сонымен қатар «Механика» немесе «Қолданбалы механика» пәнін оқитын басқа мамандықтардың студенттеріне де көмек бере алады.

Без. 17, әдеб.көрсеткіші - 7 атау.

  

Пікір беруші: техн.ғыл.канд., доцент С.Н.Тойбаев.

  

«Алматы энергетика және байланыс университеті» коммерциялық емес акционерлік қоғамының  2011 ж. баспа жоспары бойынша басылады. 

 

 

 

© «Алматы энергетика және байланыс университеті» КЕАҚ, 2011 ж.

 

1 Жұмыс мақсаты мен тапсырмасы. Техникалық және программалық қамтамасыз ету

 

Зертханалық жұмыстың мақсаты, Mechanical Desktop жүйесінде біліктің статикалық беріктікке, қатаңдыққа және қажу беріктігіне тексеру есебін жүргізу әдістемесіне үйрету және студенттердің «Иілу мен бұралудың біріккен әсері», «Қажу беріктігіне есептеу» тақырыптары бойынша білімін жетілдіру болып табылады. 

         Біліктің есептеу сұлбасы 1 суретте көрсетілген, оның сызбасы  Мои документы\Tutorial  папкасындағы  tut_ex15  файлында бар.

 

 1 Сурет

 

Білік жетекші білік-тістегеріш болып келеді, ол екі цилиндрлік тісті,  4 цилиндрлік, бір конустық, алты жақты, оймакілтекті (шлицалы) және бұрандалы аралықтардан құрылған, білік шеттерінде қиықжиектер (фаскалар) және сол жақ шетінде бұрандасы бар өстік тесік өңделген.   Білік тұрқыға (корпусқа) мойынтіректер көмегімен келесідей орнатылады: біліктің бірінші цилиндрлік аралығында радиалдық мойынтірек, үшінші цилиндрлік аралығында радиалдық-тіреулік мойынтірек орналасады.  Білікке оймакілтекті біріктіру арқылы 15 Нм тең айналдырушы момент және 2500 Н тең күш беріледі. Іліністе екінші (диаметрі үлкенірек) доңғалақ болып тұр, оған кедергі күштер түсіріледі. 

Білік үшін тексеру есебін жүргізіп, оның  қатаңдығы, статикалық және қажу беріктігі жөнінде қорытынды жасау керек.

Есептеу 2 кезеңде орындалады:

1 кезең: файлдан біліктің сызбасын алып, оның қарамын (контурын) тұрғызу керек, содан кейін тіректерді орнату, білік материалы  мен  оған түсірілген жүктемені беру керек. Берілгені бойынша  бағдарламада қажетті шамалар есептеледі және ішкі күш факторлары мен орын ауыстырулардың эпюрлері (графиктері) тұрғызылады. Алған нәтижелер бойынша біліктің қатаңдығы мен статикалық беріктігі жөнінде жалпы қорытындыны жасауға болады; 

2 кезең: біліктің бірнеше қауіпті қимасы үшін статикалық беріктікке және қажу беріктігіне тексеру есебі жүргізіледі. Алған нәтижелер бойынша біліктің қажу беріктігі жөнінде қорытынды жасауға болады.

Зертханалық жұмыс дербес компьютерде, Windows ХР/7 ортасында орнатылған, Mechanical Desktop бағарламалар дестесіне кіретін Mechanical Desktop (немесе AutoCAD Mechanical) жүйесінде орындалады. Mechanical Desktop дестесіне келесі бағдарламалар кіреді: AutoCAD, AutoCAD Mechanical, Mechanical Desktop (сонда әр келесі бағдарламада алдыңғы бағдарламалардың мүмкіндіктері толығымен бар). Mechanical Desktop жүйесі AutoCAD негізінде жасалған автоматтандырылған жобалау жүйесі болып келеді, машина жасау саласында екі және үш өлшемді жобалау мен құрылымдауға арналған. AutoCAD Mechanical жүйесінің одан айырмашылығы -  тек ғана екі өлшемді жобалау мен құрылымдауды орындауға арналған.     

 

2 Зертханалық жұмысты орындау

        

Жұмысты орындау алдында қосымшада берілген теориялық материалмен танысу керек. 

        

2.1 Білікті статикалық беріктікке және қатаңдыққа есептеу

 

Жұмыс келесі тәртіпте орындалады.

а) Есептеу бағдарламасын Пуск Þ Программы  Þ Autodesk Þ Mechanical Desktop 2004 Þ Mechanical Desktop 2004 (немесе AutoCAD Mechanical 2004) арқылы қосыңыз (кейінгі жылдардың бағдарламалары болса, онда соларды қосуға болады). Содан кейін  Мои документы\Тutorial папкасында орналасқан tut_ex15 атты файлды ашыңыз. Ашылған файлды бұзбау үшін оны бірден басқа атаумен басқа папкада сақтау керек.  

б) Біліктерді есептеуге арналған AMSHAFTCALC командасын командалар жолында теріп немесе түсетін меню арқылы келесі тізбекте қосыңыз: алдымен екі өлшемді есептеу командаларына көшу үшін  Content 3D Þ 2D (3D Құрамы Þ 2D), содан кейін Content 2D Þ Calculations Þ Shaft Calculations… (2D Құрамы Þ Есептеулер Þ Білікті есептеу…). AutoCAD Mechanical жүйесінде AMSHAFTCALC командасы түсетін меню арқылы бірден келесідей қосылады: Content  Þ Calculations Þ Shaft Calculations… (Құрамы Þ Есептеулер Þ Білікті есептеу…). Команда сұрауларына келесідей жауап беріңіз:

Command: amshaftcalc

Select contour or [Create contour/Strength] <Create>:

(Контурды таңдаңыз немесе [Контурды құрастыру/Беріктік] <Құрастыру>:)  - контурды құрастыру үшін Enter басыңыз.

Select objects:

(Объектілерді таңдаңыз:) – біліктің бас көрінісін рамкамен қоршап таңдаңыз.

Select objects:

(Объектілерді таңдаңыз:) – таңдауды аяқтау үшін Enter басыңыз.

Сонда AutoCAD Question (AutoCAD сұрағы) атты диалог терезесі ашылады (2 суретті қараңыз), онда 2D Shaft Generator көмегімен жасалған білік табылғаны жазылады және контур мен шоғырландырғыштар жөнінде ақпарат алғыңыз келеді ме деген сұрақ қойылады. Да (Иә) батырмасын басыңыз.

 

 

 

 

 

 

 

 

Сонда курсор білік контуры тіркелген айқаршық түрін алады және жүйе сұрау жасайды:

Specify contour position:

(Контур орнын анықтаңыз:) –  білік контуры  оның сызбасымен түйіспесін десеңіз, Орто режимін қосып тінтуірді сол жақ батырмасымен білік сызбасынан төмен жерде шырт еткізіңіз (керісінше жағдайда Enter басыңыз).

Экрандағы кескін 3 суретте көрсетілгендей болады және Shaft Calculation (Білікті есептеу) атты диалог терезесі ашылады (4 суретті қараңыз). Бұл терезеде білік материалын, тіректерді, жүктемені  және нәтижелердің қайсысын экранға шығару керек екенін беру керек.

в)  Диалог терезесінің Материал өрісінде үндеместіктен алынған S235JR материалының сипаттамалары көрсетілген, соның ішінде Tensile Strength – созылу кезіндегі беріктік шегі, E-Modulus – Юнг модулі, Yield Point – аққыштық шегі, Пуассон – Пуассон коэффициенті.  Білік материалын АҚШ ұлттық ANSI стандарттары  немесе Германияның ұлттық DIN стандарттары бойынша тағайындауға болады.  Материал қасиеттерін өзгертуге де болады (мысалы, материал қасиеттерін басқа стандарт бойынша енгізуге болады).

 

        

Материалды өзгерту үшін Shaft Calculation атты диалог терезесінің Материал өрісіндегі Редактирование (Өзгерту) батырмасын басыңыз. Ашылған Material Properties (Материал қасиеттері) атты диалог терезесіндегі Таблица (Кесте) батырмасын басыңыз (5 суретті қараңыз).  Ашылған  Select Stan­dard for Material (Материал үшін стандартты таңдау) терезесінде ANSI стандартын таңдаңыз, сонда Material атты диалог терезесі ашылады (6 суретті қараңыз). Material терезесіндегі кестеде Steel SAE 1045 материалын таңдап, OK батырмасын басыңыз. Қайта ашылған Material Properties (Материал қасиеттері) терезесінде  таңдалған материалдың сипаттамалары көрсетіледі,  қажетті жағдайда оларды түзетуге болатынын ескертеміз.  Көрсетілген сипаттамаларды өзгертпей, OK батырмасын басыңыз.

        

г) Білік тіректерін орнатамыз.

         Shaft Calculation диалог терезесінде Movable Support (Жылжымалы тірек) батырмасын басып, жүйе сұрауларына келесідей жауап беріңіз:

Specify insertion point:

(Орнату нүктесін көрсетіңіз:) – шеткі сол жақ аралықтың ортасындағы нүктені көрсетіңіз.

         Нүктелерді көрсеткенде объектілік байланыстыруды қолдану керек және оларды білік контурының үстінде емес, білік сызбасының үстінде көрсеткен ыңғайлы болады. Сол кезде қажетті элементтер білік контурының кескінінде орнатылады. 

Содан кейін Fixed Support (Жылжымайтын тірек) батырмасын басып,  сұрауға жауап беріңіз:

Specify insertion point:

(Орнату нүктесін көрсетіңіз:) – үшінші цилиндрлік  аралықтың ортасындағы нүктені көрсетіңіз.

д) Енді білікке түсірілген жүктемені беру керек.       

Жүктеме Shaft Calculation терезесіндегі Calculated Part (Есептелетін тетікбөлшек) атты өрісінде көрсетілген тетікбөлшек түріне тәуелді екенін айтқан жөн. Мұнда үш жағдай болу мүмкін: Rotating Shaft (Айналатын білік), Rotating Axle (Айналатын өс), Not Rotating Axle (Айналмайтын өс). Айналатын білік айналдырушы моментті береді (өс моментті бермейді), айналатын өстегі жүктеме айналмайтын өстегі жүктемеден өзгеше болады.  Біздің жағдайда Calculated Part (Есептелетін тетікбөлшек) өрісінде түсетін тізімнен Rotating Shaft (Айналатын білік) түрін енгізу керек.

Содан кейін  Shaft Calculation терезесінде Gear (Тісті доңғалақ) батырмасына басып, сұрауға жауап беріңіз:

Specify insertion point:

(Орнату нүктесін көрсетіңіз:) – диаметрі үлкенірек тісті профилімен аралықтың ортасындағы нүктені көрсетіңіз.

Ашылған Gear (Тісті доңғалақ) атты терезесінде Input (Енгізу) бетіне кіріп,  Gear Load (Тісті доңғалақтың жүктемесі) бөлігінде Torque (Бұраушы момент) өрісінде  15  мәнін енгізіңіз (Нм өлшем бірлігімен) және Driven (Жетектегі доңғалақ) түрін орнатыңыз. Gear терезесіндегі Components (Құраушылар) бетіне кіріп, момент пен жанама күш  білік айналуына қарсы бағытталып тұрғанын көруге болады. AutoCAD Mechanical және Mechanical Desktop жүйелерінде  жүктемені есептеу кезінде тісті доңғалақтың геометриясы сызбадан алынады.   OK басыңыз.

         е) Оймакілтекті аралыққа түсірілген күшті беру үшін қайта ашылған  Shaft Calculation терезесінде Point Load (Қадалған күш) батырмасына басыңыз және сұрауға келесідей жауап беріңіз:

Specify insertion point:

(Орнату нүктесін көрсетіңіз:) – оймакілтекті профилімен аралықтың ортасындағы нүктені көрсетіңіз.

Specify rotation angle:

(Көлбеулік бұрышын беріңіз:) – тік бағытталу үшін Enter басыңыз.

         Ашылған Point Load (Қадалған күш) диалог терезесінде Resultant (Қорытынды) бетіне кіріп, сұрауға жауап беріңіз:

Point Load:

(Қадалған күш:) – күш мәнін 2500 енгізіңіз (ньютонмен).

Components (Құраушылар) бетіне кіріп, күш құраушыларын қарап шығыңыз. Күшті Resultant (Қорытынды) бетінде өзгерткенде осы беттегі мәндер де сәйкес өзгереді.      OK басыңыз.

         ж) Оймакілтекті аралықтағы моментті беру үшін Torque (Бұралу) батырмасына басып, сұрауға жауап беріңіз:

Specify insertion point:

(Орнату нүктесін көрсетіңіз:) – оймакілтекті аралықтың ортасындағы нүктені көрсетіңіз.

Ашылған  Torque (Бұраушы момент) диалог терезесінде моменттін мәні білік тепе-теңдігінен есептеліп тұр (M_t = 15 N×m) және ол айналдыру бағытында болатыны көрсетіліп тұр (9 суретті қараңыз).  OK басыңыз.

        

Барлық параметрлер енгізілді, сонда алған нәтижеңіз 10 суретте көрсетілгендей болу керек.  Егер білік тіректері немесе жүктемесі суреттегідей болмаса, онда оларды диалог терезесіндегі Edit (Өзгерту) немесе Erase (Өшіру) батырмаларын қолданумен түзету керек.

з) Енді ішкі күш факторлары мен кернеулер есептеуін жүргіземіз және алған нәтижелерді сызбаға шығарамыз.   

Ол үшін Moments and Deformations (Моменттер мен деформациялар) батырмасын басамыз. Ашылған Select Graph (Графиктерді таңдау) терезесіндегі барлық үш бетінде, яғни Изгиб (Иілу), Torsion (Бұралу), Stresses (Кернеулер) беттерінде үндеместіктен алынған параметрлерімен және есептеу нәтижелері шығарылатын, Table Title (Кесте атауы) өрісінде жазылған  Calculated Values кесте атауымен  келісуге болады (11 суретті қараңыз).

OK басып, сұрауларға келесідей жауап беріңіз:

Specify insertion point:

(Орнату нүктесін көрсетіңіз:) – білік контурының оң жағындағы кесте қойылатын нүктеде тінтуірді шырт еткізіңіз.

Нәтижелерді қарау үшін Shaft Calculation терезесіндегі Закрытие (Жабу) батырмасын басыңыз. Енді экрандағы кескін 12 суретте көрсетілгендей болу керек. Онда білік жүктемесі мен тірек реакциялары, июші моментің,  ойысудың, бұраушы моменттің және эквивиалент кернеудің графиктері және нәтижелер кестесі көрсетілген.

 

и) Есептеу нәтижелерін талдау.

Есептеу нәтижелерінің кестесі үлкейтіліп 13 суретте көрсетілген, онда ішкі күш факторларының, кернеулердің, деформациялардың максималды мәндері және олардың орны (білік сол жақ шетінен арақашықтығы арқылы) келтірілген.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ең үлкен орын ауыстыру (ойысу) 0,2 мм,  ең үлкен бұралу бұрышы 0,085° тең, бұл аз шамалар, сондықтан білік үшін қатандық шарты орындалып тұр деуге болады. Беріктік кепілдігі  аққыштық шегінің 4-ші (Губер-Мизестің) беріктік теориясы бойынша есептелген эквивалент кернеуінің қатынасына тең, яғни n=345/162,3=2,1. Ол әдетте [n]=1,5 алынатын нормативтік мәнінен жоғары, яғни білік үшін беріктік шарты да орындалып тұр.               

Кестенің соңғы қатарындағы жазу, нәтижелер кернеулер шоғырлануы ескерілмей беріктікке есептеуден алынғанын білдіреді. Кернеулер шоғырлануы білік геометриясы секіріспен өзгеретін жерлерінде орын алады, оны есепке алумен беріктікке есептеу төменде көрсетілген.   

 

2.2 Білікті қажу беріктігіне есептеу

 

         Енді беріктікке есептеуді біліктің қауіпті қималарында, яғни бунақ, бунау және т.б. түріндегі кернеулер шоғырландырғыштары бар жерде жүргіземіз. Ол үшін AMSHAFTCALC командасын қайта қосу керек, оны білік контуры үстінен немесе білік өсі үстінен тінтуірді екі рет шырт еткізіп орындауға болады,  сонда бізге таныс Shaft Calculation (Білікті есептеу) терезесі ашылады. Терезедегі  Сила (Күш) батырмасын басыңыз (мұнда ағылшын тіліндегі Strength сөзі дұрыс аударылмағанын ескертеміз, мағынасына қарағанда дұрысы  күш емес, беріктік болады). Сонда курсор есептелетін қиманын орнын білдіретін тік түзу кесіндісі  тіркелген айқаршық түрін алады. Жүйе сұрауларына келесідей жауап беріңіз:

Specify calculation position on shaft or [Graph]:

(Білік үстіндегі есептелетін орынды көрсетіңіз немесе [График]:) - объектілік байланыстыруды қолданумен білік контурында оның конустық аралығының шетін көрсетіңіз (ол 14 суретте 1 санымен  белгіленіп тұр).

         Сонда  Strength Calculation (Беріктікке есептеу) атты диалог терезесі ашылады (15 суретті қараңыз).  Терезенің Notch (Ойық) бетінде ойықтың маңызды параметрлері көрсетілген;  мұнда ойық қасиеттерін беруге болады, соның ішінде Geometry of Notch (Ойық геометриясы) бөлімінде геометрия жағынан  және Surface of Notch (Ойық беті) бөлімінде ойық бетін өндеу сапасы жағынан қасиеттерді. Терезенің Calculated factors of safety (Есептелген беріктік кепілдігі коэфициенттері) бөлімінде қажуға беріктік кепілдігі (Fatigue Failure) және аққыштық шегі арқылы есептелген, яғни статикалық беріктік кепілдігі (Yielding Point) көрсетілген, олар ойық параметрлеріне сәйкес қалай өзгеретінін қарауға болады. Мысалы, Rz  микротегіссіздік биіктігін  6.3 мкм, содан кейін 40 мкм мәндеріне өзгертіп, қарастырылатын қима беріктігін  бағалауға болады. Strength Calculation (Беріктікке есептеу) терезесінің басқа беттерінде келесі келтіріледі:  жүктеме мен кернеулер мәндері (Loads and Stresses), қажу беріктігіне әсерін тигізетін факторлар (Fatigue Factors) және аққыштық шегі бойынша беріктікке  әсерін тигізетін факторлар (Yield Factors). Loads and Stresses бетінде келесіге назар аударған жөн: иілу кезіндегі кернеулер симметриялық заңымен өзгеретіні, ал бойлық күштен пайда болатын кернеулер  мен бұралу кезіндегі кернеулер тұрақты болатыны көрсетіліп тұр. Осы беттердегі User Changes (Қолданушының өзгерістері) атты опциясын қолданумен әртүрлі факторларды өзгертіп, қима беріктігін бағалауға болады, соңында бастапқы мәндерді қайта қою керек.

Қарастырылатын қиманы беріктікке есептеу нәтижелерін сызбаға шығару үшін OK басыңыз – курсор есептеу нәтижелерімен кесте тіркелген айқаршық түрін алады. Сұрауға жауап беріңіз:

Specify next point <Symbol>:

(Келесі нүктені анықтаңыз <Символ>:) – қима үшін нәтижелер кестесі қойылатын жерде тінтуірді шырт еткізіңіз.

Specify next point <Symbol>:

(Келесі нүктені анықтаңыз <Символ>:) – Enter басыңыз.

Сонда қарастырылатын қима үшін беріктік кепілдіктері көрсетілген кесте сызбаға қойылады (16 суретті қараңыз).

Кесте сызбаға қойылған соң Shaft Calculation (Білікті есептеу) диалог терезесі қайта ашылады. Тағы білік геометриясы секіріспен өзгеретін бір-екі қима үшін  есептеу жүргізіп, Shaft Calculation терезесіндегі Закрытие (Жабу) батырмасын қолданумен есептеуді аяқтаңыз.

 

   

         Файлды сақтаңыз және келесі сұрақтарға жауап беріңіз:

1)    Статикалық беріктікке ойық бетін өндеу сапасы әсерін тигізеді ме?

2)    Микротегіссіздік биіктігін азайтқанда қиманың қажу беріктігі өзгере ме және ол қалай өзгереді?

3)    Түйіндесу радиусын үлкейткенде қажу беріктігі өзгере ме және ол қалай өзгереді?

4)    Бұраушы моменттің мәнін өзгерткенде қандай кернеулер өзгереді?

5)    Оймакілтекті аралыққа түсірілген күштің мәнін өзгерткенде қандай кернеулер өзгереді?

6)     Білік материалын өзгерткенде қандай нәтижелер өзгереді?

 

А Қосымшасы

Біліктерді статикалық және қажу беріктігіне есептеу жөнінде мәліметтер

 

Сыртқы жанама және радиалды күштерді қабылдайтын машина біліктерін беріктікке есептеу кезінде иілу мен бұралудың біріккен әсерін  ескеру керек.                                          

А.1 Сурет

Білік көлденең қимасында (А.1,а суретті қараңыз) жалпы жағдайда екі июші M_x және М_y моменттері орын алады, оларды қосынды М_∑  июші моментіне келтіруге болады: .  М_∑   әсерінен пайда болатын тік кернеулер максималды мәніне А  нүктесінде (оң  σ) немесе В нүктесінде (теріс  σ)  жетеді.  Кернеу таңбаларын деформация түріне байланысты анықтайды.

Осыдан басқа білік көлденең қимасында бұраушы момент орын алады (М_бур=М_z). М_бур әсерінен пайда болатын жанама кернеулер максималды мәніне  қима жиегінің нүктелерінде жетеді. Сондықтан,  А (немесе В) нүктесі қауіпті болады және беріктік шартын сол нүкте үшін құрады.

A нүктесінде келесі кернеулер орын алады

    .

          Мұнда дөңгелек қималардың өстік және полюстік қарсыласу моменттері келесідей анықталады

         Талдау көрсеткендей (А.1,б суретті қараңыз), осы жағдайда қарапайымдалған жазық кернеулі күй орын алады, сонда  беріктікке  есептеуді беріктік болжамдарының  (теорияларының)  біреуі  бойынша  орындау керек. Материалдың беріктігі жөнінде қорытынды жасауға мүмкіншілік болу үшін эквивалент кернеу ұғымы енгізіледі, ол бағаланатын кернеулік күймен бірдей қауіпті (беріктік кепілдігі бірдей) созылған үлгіде пайда болатын кернеу.  Пластикалық материалдар үшін ең үлкен жанама кернеулер болжамын (III) немесе энергетикалық (Губер-Мизестің) болжамын (IV) қолданады. Сонда  III және IV  беріктік теориялары бойынша эквивалент кернеулер  келесідей анықталады

,    .

Статикалық беріктікті тексеру уақытша артық жүктелу болған кезде пластикалық деформациялар болмауы үшін жүргізіледі (мысалы, машинаны қосқан кезде).

Артық жүктелудің шамасы берілістің конструкциясына (жетекке) тәуелді. Сақтандыратын жалғастырғыш (муфта) болса, артық жүктелудің шамасы жалғастырғыш жұмысқа қосылатын моментімен анықталады. Сақтандыратын жалғастырғыш болмаса, артық жүктелудің шамасын шартты түрде жетегі бар электрқозғауыштың қосылуы кездегі артық жүктелуге тең деп алады. Есептеуде артық жүктелудің коэффициенті  K_П = T_maх /Т  қолданылады, бұнда Т_maх – аз мерзімде түсірілген максималды айналдырушы момент (артық  жүктелудің моменті); Т - номиналды (есептік) айналдырушы момент. Қысқа мерзімде орын алатын артық жүктелудің кезінде  пайда болған кернеулер материалдың аққыштық шегінен аспаса, жалпы пластикалық деформациялар  орын алмайды.

Есептеуде аққыштық бойынша беріктік кепілдігі осылай анықталады

 ,

мұнда  - білік материалының аққыштық шегі, К_П - артық жүктелудің коэффициенті, - эквивалент кернеу.

Аққыштық бойынша беріктік кепілдігі 1,3 ... 1,6 аралығында қабылданатын [n_ақ ] қауіпсіз мәніне тең немесе одан көп болу керек.

Айналып тұрған біліктерде күштердің шамалары мен бағыттары тұрақты болса да, уақыт өтуімен өзгеретін кернеулер орын алады.

Төзімділікке айқындалған есептік кернеулер циклі түрінің, материалдың төзімділік сипаттамаларының, білік өлшемдерінің, формасының және бетінің қалыпының әсерін  есепке алады. Есептеу беріктік кепілдігін тексеру түрінде орындалады. Бірнеше болжамды қауіпті қималар үшін беріктік кепілдігінің есептік n коэффициентін анықтап, оны  1,3... 2,1 аралығында қабылданатын қауіпсіз [n] мәнімен салыстырады; болу керегі              

.

Мұнда n_s мен n_t - тік және жанама кернеулер негізіндегі беріктік кепілдіктері, олар келесі тәуелділіктермен анықталады

          .

Мұндағы ,  - бөлшектің симметриялы циклдер кезіндегі төзімділік шектері, s_а мен t_а – қарастырылудағы кернеулер циклдерінің амплитудалары, s_m и t_m – циклдің орташа шамалары, y_σ , y_t  - циклдің асимметриялығын ескеретін коэффициенттер.

Біліктерді есептеу кезінде тік кернеулер симметриялы цикл бойынша өзгереді, s_a=s_и және s_m= 0, ал жанама кернеулер нөлден басталатын цикл бойынша өзгереді, t_а = t_бұр/2 және t_m = t _бұр/2 деп алынады. Әдетте t  асимметриялығының әсері өте аз (y_t= 0 ... 0,05).

Сонда                                                             

Кернеулер циклдерінің амплитудалары былай анықталады

      

Мұнда   - қорытынды июші момент,  М_бұр -  бұраушы   момент,  W_x және W_р - білік қимасының өстік және полюстік қарсыласу моменттері.

Қарастырылатын қимадағы біліктің төзімділік шектері

             ,

мұндағы  s_-1  және t_-1 - иілу мен бұралу симметриялы цикл кезіндегі стандартталған тегіс үлгілердің төзімділік шектері, (К_s)_D және (K_t)_D - берілген қима үшін кернеулердің шоғырлану коэффициенттері (еселіктері).

Олардың мәндерін мына тәуелділіктермен табады

        ,       

       мұндағы К_s және К_t - кернеу шоғырлануының әсерлік коэффициенттері; K_d - көлденең қиманың абсолют өлшемдері әсерінің коэффициенті;  K_F - беттің кедер-бұдырлығы әсерінің коэффициенті;   К_V - бетті нығайту әсерінің коэффициенті.

Барлық коэффициенттердің мәндері сәйкес анықтамаларда келтіріледі, мысалы [7] әдебиетте. Қауіпті қимада бірнеше кернеулер шоғырландырғышы орналасқан жағдайда олардың арасындағы ең қауіптісін (К_s/К_d немесе К_t/К_d қатынасы ең үлкен болатынын) есепке алады.

Бұл әдістемеде созылу немесе сығылу кезіндегі пайда болатын, әдетте үлкен емес кернеулер есепке алынбайтынын айту керек. Компьютерлік бағдарламаларда олар есепке алынады, сол кезде бұл кернеулер тік кернеулер циклі үшін орташа кернеудің рөлін атқарады. 

Әдебиеттер тізімі

 

1. С. Жүнісбеков. Материалдар кедергісі. – Алматы: Мектеп, 2008.

2. А.Іңкәрбеков ж/е т.б. Техникалық механика. – Алматы: Мектеп, 2009.

3. А.Д.Дінасылов Механика. 5В071700 – Жылуэнергетикасы мамандығы  бойынша барлық оқу түрлерінде оқитын студенттерге арналған дәрістер жинағы. – Алматы: АЭжБУ, 2010.    

4. Кудрявцев Е.М. Mechanical Desktop Power Pack. Основы работы в системе. – М.: ДМК Пресс, 2001. – 448 с.

5. Динасылов А.Д. Механика. Решение некоторых задач механики в системе Mechanical Desktop: Учебное пособие. – Алматы: АИЭС, 2007.

6. А.Д. Дінасылов, Р.Қ. Қойлыбаева.  Қолданбалы механика. Беріктік пен қатаңдыққа есептеу негіздері: Оқу құралы.– Алматы: АЭжБИ, 2010.

7. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин: Курсовое проектирование: Учеб. пособие. – 2-е изд. – М.: Высш. шк., 1990. – 399 с.

Мазмұны

1 Жұмыс мақсаты мен тапсырмасы. Техникалық және программалық қамтамасыз ету	3
2 Зертханалық жұмысты орындау	4
2.1 Білікті статикалық беріктікке және қатаңдыққа есептеу	4
2.2 Білікті қажу беріктігіне есептеу	13
А Қосымшасы. Біліктерді статикалық және қажу беріктігіне есептеу жөнінде мәліметтер	16
Әдебиеттер тізімі	19

       2011 ж. жиынтық жоспары, реті 273