TORSIUNEA BARELOR DREPTE

Σχετικά έγγραφα
RĂSUCIREA (TORSIUNEA)

BARAJ DE JUNIORI,,Euclid Cipru, 28 mai 2012 (barajul 3)

4.7. Stabilitatea sistemelor liniare cu o intrare şi o ieşire

π } R 4. ctg:r\{kπ} R FuncŃii trigonometrice 1. DefiniŃii în triunghiul dreptunghic 2. ProprietãŃile funcńiilor trigonometrice 1.

DISTANŢA DINTRE DOUĂ DREPTE NECOPLANARE

MECANICĂ*N* NC. CINEMATICĂ NC. CINEMATICĂ 1

Se cere determinarea caracteristicilor geometrice pentru secţiunea antisimetrică din figura de mai

Capitolul 17. Asamblari cu strângere proprie

Elementul de întârziere de ordinul doi, T 2

Sunt variabile aleatoare care iau o infinitate numărabilă de valori. Diagrama unei variabile aleatoare discrete are forma... f. ,... pn.

Analiza matematică, clasa a XI-a probleme rezolvate Rolul derivatei întâi

ENUNŢURI ŞI REZOLVĂRI 2012

Asupra unei metode pentru calculul unor integrale definite din functii trigonometrice

EcuaŃii de gradul al doilea ax 2 + bx + c = 0, a,b,c R, a 0 1. Formule de rezolvare: > 0 b x =, x =, = b 2 4ac; sau

Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare

Transformata Radon. Reconstructia unei imagini bidimensionale cu ajutorul proiectiilor rezultate de-a lungul unor drepte.

REZISTENŢA MATERIALELOR NOŢIUNI FUNDAMENTALE ŞI APLICAŢII * *

sin d = 8 2π 2 = 32 π

MULTIMEA NUMERELOR REALE

Seminariile Capitolul X. Integrale Curbilinii: Serii Laurent şi Teorema Reziduurilor

RĂSPUNS Modulul de rezistenţă este o caracteristică geometrică a secţiunii transversale, scrisă faţă de una dintre axele de inerţie principale:,

Profesor Blaga Mirela-Gabriela DREAPTA

Convergenţa uniformă a şirurilor de funcţii

Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.

TEORII DE REZISTENŢĂ

Punţi de măsurare. metode de comparaţie: masurandul este comparat cu o mărime etalon de aceeaşi natura;

TEORIA SISTEMELOR AUTOMATE. Prof. dr. ing. Valer DOLGA,

Demodularea (Detectia) semnalelor MA, Detectia de anvelopa

7. INTEGRALA IMPROPRIE. arcsin x. cos xdx

Integrale cu parametru

Modele dinamice de conducere optimală a activităţii firmei 9. Modelul Jorgenson

Seminariile 1 2 Capitolul I. Integrale improprii

GEOMETRIE PLANĂ TEOREME IMPORTANTE ARII. bh lh 2. abc. abc. formula înălţimii

Sisteme de ordinul 2: model, funcţie de transfer, simulare, identificarea parametrilor

Ecuaţia generală Probleme de tangenţă Sfera prin 4 puncte necoplanare. Elipsoidul Hiperboloizi Paraboloizi Conul Cilindrul. 1 Sfera.

I. ANDREESCU ŞT. MOCANU PROBLEME DE REZISTENŢA MATERIALELOR

a n (ζ z 0 ) n. n=1 se numeste partea principala iar seria a n (z z 0 ) n se numeste partea

(a) se numeşte derivata parţială a funcţiei f în raport cu variabila x i în punctul a.

Definiţia generală Cazul 1. Elipsa şi hiperbola Cercul Cazul 2. Parabola Reprezentari parametrice ale conicelor Tangente la conice

CAPITOLUL 4 FUNCŢIONALE LINIARE, BILINIARE ŞI PĂTRATICE

ECHIPAMENTE ELECTRICE

Seminar 3. Serii. Probleme rezolvate. 1 n . 7. Problema 3.2. Să se studieze natura seriei n 1. Soluţie 3.1. Avem inegalitatea. u n = 1 n 7. = v n.

V.7. Condiţii necesare de optimalitate cazul funcţiilor diferenţiabile

GEOMETRIE PLANĂ TEOREME IMPORTANTE ARII. = înălţimea triunghiului echilateral h =, R =, r = R = bh lh 2 A D ++ D. abc. abc =

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor X) functia f 1

Sisteme diferenţiale liniare de ordinul 1

Capitolul 14. Asamblari prin pene

REZISTENŢA MATERIALELOR NOŢIUNI FUNDAMENTALE ŞI APLICAŢII *

Curs 4 Serii de numere reale

CAPITOLUL 3 CINEMATICA MIŞCĂRII COMPUSE A PUNCTULUI MATERIAL

GABRIEL GH. JIGA CULEGERE DE TESTE GRILĂ DE REZISTENȚA MATERIALELOR PENTRU EXAMENE ȘI CONCURSURI

Metode iterative pentru probleme neliniare - contractii

Curs 14 Funcţii implicite. Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"

Construcţia recipientelor sub presiune. Elementele componente

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 1 electronica.geniu.ro

5.5. REZOLVAREA CIRCUITELOR CU TRANZISTOARE BIPOLARE

R E Z I S T E N Ţ A M A T E R I A L E L O R

Curs 1 Şiruri de numere reale

Compendiu de Rezistenţa Materialelor

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor

Integrala nedefinită (primitive)

Conice. Lect. dr. Constantin-Cosmin Todea. U.T. Cluj-Napoca

Tema: şiruri de funcţii

3.2 Instrumente şi aparate analogice pentru măsurarea tensiunilor şi curenţilor electrici

5.1. Noţiuni introductive

Capitolul 4. Integrale improprii Integrale cu limite de integrare infinite

Descriere CIP a Bibliotecii Naționale a României SOFONEA, Galaftion Rezistența materialelor /

Ecuatii trigonometrice

3.5. Forţe hidrostatice

3.4 Integrarea funcţiilor trigonometrice. t t. 2sin cos 2tg. sin + cos 1+ cos sin 1 tg t cos + sin 1+ x 1

Componente şi Circuite Electronice Pasive. Laborator 3. Divizorul de tensiune. Divizorul de curent

7. CONVOLUŢIA SEMNALELOR ANALOGICE

ÎNCOVOIEREA BARELOR DREPTE

SEMINAR TRANSFORMAREA LAPLACE. 1. Probleme. ω2 s s 2, Re s > 0; (4) sin ωt σ(t) ω. (s λ) 2, Re s > Re λ. (6)

CIRCUITE ELEMENTARE DE PRELUCRARE A IMPULSURILOR

METODE ŞI ETAPE NECESARE PENTRU DETERMINAREA

1. INTRODUCERE Ce ar trebui să ne reamintim

Fig Impedanţa condensatoarelor electrolitice SMD cu Al cu electrolit semiuscat în funcţie de frecvenţă [36].

Asupra unei inegalităţi date la barajul OBMJ 2006

Teorema Rezidurilor şi Bucuria Integralelor Reale


SOLICITAREA DE TRACŢIUNE COMPRESIUNE

Pe porţiunea A-B (figura 2), considerînd t A=0 ca origine de timp, se poate scrie:

5.4. MULTIPLEXOARE A 0 A 1 A 2

Aplicaţii ale principiului I al termodinamicii la gazul ideal

Transformata z (TZ) TZ este echivalenta Transformatei Laplace (TL) in domeniul sistemelor discrete. In domeniul sistemelor continui: Sistem continuu

Cursul 4. Matrice. Rangul unei matrice. Rezolvarea sistemelor de ecuaţii liniare. Metoda eliminării a lui Gauss

Algebra si Geometrie Seminar 9

R R, f ( x) = x 7x+ 6. Determinați distanța dintre punctele de. B=, unde x și y sunt numere reale.

III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă.

CONCURSUL NAŢIONAL DE MATEMATICĂ APLICATĂ "ADOLF HAIMOVICI" ETAPA FINALĂ - 22 mai 2010

Muchia îndoită: se află în vârful muchiei verticale pentru ranforsare şi pentru protecţia cablurilor.

2CP Electropompe centrifugale cu turbina dubla

a. 11 % b. 12 % c. 13 % d. 14 %

Probleme. c) valoarea curentului de sarcină prin R L şi a celui de la ieşirea AO dacă U I. Rezolvare:

Comportamento meccanico dei materiali

Tit Tihon CNRV Roman FISA DE EVALUARE A UNITATII DE INVATARE. Caracteristici vizibile observate PUNCTAJ ACORDAT

OILGEAR TAIFENG. (ml/rev) (bar) (bar) (L/min) (rpm) (kw)

VII.2. PROBLEME REZOLVATE

TEHNICI PWM (MID) UTILIZATE IN COMANDĂ INVERTOARELOR Sisteme de comandă ce folosesc strategia de modulaţie PWM cu modulatoare sinusoidală

Transcript:

7.1. Generliăţi CAPITOLUL 7 TORSIUNEA BARELOR DREPTE Torsiune (răsucire) ese solicire redominnă din rborii mşinilor, dr ese înâlniă şi în le czuri, de exemlu l şsiurile de uovehicole, consrucţiile melice le vionelor, ec. Acesă solicire ese rodusă de forţele cre nu înâlnesc x longiudinlă brei şi nu sun rlele cu ces. Solicire de orsiune ese rodusă de eforul momen de orsiune, cre re vecorul dirij în lungul xei longiudinle brei. Brele solicie l orsiune se numesc rbori. Sudiul orsiunii ese simlu enru secţiune circulră su inelră, dr fore comlic enru le forme de secţiuni. 7.. Sre de ensiune l forfecre ură Fig.7.1 Se consideră o sre lnă de ensiune (Fig.7.1.), l cre e cele ru feţe le rleliiedului elemenr de volum, vând c normle xele Ox şi Oy, cţioneză numi ensiuni ngenţile egle, conform rinciiului duliăţii ensiunilor ngenţile. Se sune că ces elemen de volum se flă în sre de forfecre ură. Aces elemen se deformeză schimbându-şi unghiurile, dr fără -şi modific lungimile lurilor.

Torsiune brelor dree 91 Vom deermin ensiunile e o secţiune înclină cu unghiul α fţă de x Oy (Fig.7.1.b). S- no cu A ri feţei CD, deci fţ OC v ve ri Acosα, ir fţ OD ri Asinα. Se scriu ecuţiile de echilibru le elemenului de volum. Ecuţi de roiecţii forţelor e direcţi ensiunii normle σ v fi: σ A ( A cosα) sin α ( Asin α) cosα 0 yx xy Ecuţi de roiecţii forţelor e direcţi ensiunii ngenţile v fi: A ( A cosα) cosα ( Asin α) sin 0 yx xy Conform rinciiului duliăţii ensiunilor ngenţile, xy yx, deci rezulă: σ + xy xy sin α cosα (7.1) Fig.7. Se observă că e secţiune înclină cu unghiul α 5 ensiune normlă ese o o σ 5 xy, ir ensiune ngenţilă 5 0. De semene, e o secţiune erendiculră e ces, deci enru α 15, rezulă: σ o 15 - xy şi o 15 0. Acese concluzii sun ilusre în Fig.7... Reciroc, dcă se consideră sre lnă din Fig.7..b, cu ensiunile σ x şi σ y -σ x, e secţiunile încline cu α ± 5 re loc sre de forfecre ură.

9 Ciolul 7 7.. Tensiuni în br de secţiune circulră soliciă l orsiune Rezolvre roblemei se fce nlizând deformţiile roduse de un momen de orsiune ( x ), vând vecorul dirij duă x longiudinlă Ox brei dree (Fig. 7.). Trsând e conurul cilindric l brei generore şi cercuri rlele se obţine o reţe de ărăţele curbilinii, c în Fig.7.. Fig.7. În urm licării momenului de orsiune se consă urmăorele: - O secţiune normlă lnă (AB) rămâne o lnă şi normlă l x brei (A'B'), deci ese licbilă ioez secţiunilor lne lui Bernoulli. - Părăţelele curbilinii (bcd) se rnsformă în romburi curbilinii ('b'c'd'), modificându-şi dor unghiurile fără -şi modific dimensiunile lurilor, cee ce dovedeşe că ese vorb de o sre de forfecre ură. Considerăm br dreă încsră din Fig.7.., de secţiune circulră cu rz R şi lungime l. Generore CB se înclină cu unghiul γ mx, uncul C fiind un unc fix din încsrre. În ces im, o rză orecre OB secţiunii rnsversle de că se roeşe cu unghiul ϕ, jungând în oziţi OB'. Unghiul ϕ se numeşe unghi de răsucire. În Fig.7..b. s- rerezen un elemen de bră de lungime infini mică dx, cu rz secţiunii rnsversle r < R, deci un elemen cenrl din bră din vecinăe încsrării. În im ce generore cb se înclină cu unghiul γ, rz ob se v roi cu un unghi dϕ. Din considerţii de deformţii se oe scrie că lungime rcului bb' ese:

Torsiune brelor dree 9 Din exresi de mi sus rezulă: bb ' γdx rdϕ dϕ γ r rθ (7.) dx Fig.7. În relţi (7.) s- defini unghiul de răsucire secific θ c fiind unghiul cu cre se roesc un fţă de cellă două secţiuni rnsversle infini roie: dϕ θ (7.) dx Alicând lege lui Hooke enru solicire de orsiune se obţine exresi ensiunii ngenţile : G γ G θ r (7.) G ese modulul de elsicie rnsversl l merilului brei. Relţi (7.) rerezină lege de vriţie ensiunii ngenţile e secţiune circulră brei. Se observă că ensiune ngenţilă ese nulă în cenrul secţiunii, enru r 0, vriză linir cu rz r, fiind mximă e conurul secţiunii, enru rr. Vlore mximă ensiunii ngenţile ese: mx G θ R (7.5) Se obţine sfel digrm de vriţie ensiunii ngenţile din Fig.7.5.. În bz rinciiului duliăţii ensiunilor ngenţile se roduc ensiuni ngenţile şi în secţiunile longiudinle le brei (Fig.7.5.b).

9 Ciolul 7 Fig.7.5 Penru sbili legăur înre momenul de orsiune şi ensiune ngenţilă se scrie că momenul de orsiune ese sum momenelor uuror forţelor elemenre dfda fţă de cenrul secţiunii O (Fig.7.6). Fig.7.6 rdf ( da)r G θ r da Gθ r da G θ I A A A A

Torsiune brelor dree 95 Din relţi de echivlenţă se obţine relţi (7.) rezulă: G θ I. Înlocuind cesă exresie în r I (7.6) Pe conur se obţine vlore mximă ensiunii ngenţile: R mx (7.7) I I W În cesă relţie s- defini modulul de rezisenţă olr W l secţiunii: I W R (7.8) Penru secţiune circulră de dimeru d modulul de rezisenţă olr ese: R W π d π d d 16 (7.9) Penru secţiune inelră cu dimerul exerior D şi dimerul inerior d, modulul de rezisenţă olr ese: W D d π π ( D d ) 1 D πd d ( 1 k ), unde k (7.10) D D 16 D Formul (7.7) se oe scrie sub urmăorele forme: ) Formulă de dimensionre: W nec

96 Ciolul 7 b) Formulă de verificre: mx W c) Formulă de deerminre momenului de orsiune cbil: c W În cese relţii ese ensiune ngenţilă dmisibilă merilului brei. 7.. Clculul deformţiilor l solicire de orsiune Din formulele (7.) şi (7.6) se oe deermin unghiul de răsucire secific: θ G r r I G r GI rd mm (7.11) Pe de lă re, din relţi (7.) rezulă unghiul de răsucire dϕ enru o bră de lungime dx: dϕ θ dx dx (7.1) GI Asfel, unghiul de răsucire ol enru br de lungime l v fi: Δϕ l l dϕ dx [rd] (7.1) GI GI l 0 Uneori, l roiecre rborilor de rnsmisie se imun numie vlori limiă, dmisibile, enru unghiul de răsucire secific (θ ). În cese czuri formul (7.11) devine formulă de dimensionre din condiţi de rigidie. Asfel, enru o secţiune circulră cu dimerul d formul de dimensionre din condiţi de rigidie v fi: I nec Gθ πd nec d nec πgθ Observţii:

Torsiune brelor dree 97 1) De obicei vlorile unghiului de răsucire secific dmisibil θ sun de în sndrde în [ /m] şi rebuie rnsforme, în vedere unui clcul corec, în [rd/mm], sfel: θ π 180 10 rd mm π 1,8 10 rd mm [ m] θ θ / 5 ) În czurile rcice curene se cunosc uerile diferielor mşini cre consumă su roduc energie e rbore, recum şi urţiile cesor. Penru un moor de uere P [CP] şi urţie n [ro/min], culul l rbore ese d de relţi: [ KNm] 7,16 n Dcă uere ese dă în KW: P[ CP] [ ro / min] [ ] P KW [ KNm] 9,550 n[ro / min] 7.5. Torsiune brelor de secţiune dreunghiulră Brele cu secţiuni diferie de secţiune circulră su inelră solicie l orsiune nu mi resecă ioez secţiunilor lne lui Bernoulli. O secţiune lnă normlă e x brei înine de deformre devine srâmbă duă licre momenului de orsiune. În uncele secţiunii u loc delsări inegle în lungul xei brei, cee ce cuzeză delnre secţiunii. Sudiul orsiunii brelor cu secţiuni orecre consiuie un dinre roblemele clsice le eoriei elsiciăţii, rezolvre cesei fiind dă de Brré de Sin-Vénn. Se vor rezen dor concluziile cesui sudiu enru secţiune dreunghiulră. Prezenre deliă sudiului se găseşe în mnulele de eori elsiciăţii.

98 Ciolul 7 Fig.7.7 În secţiune dreunghiulră, de- lungul xelor de simerie şi de- lungul lurilor conurului, ensiunile ngenţile vriză cum se ră în Fig.7.7. Ce mi mre ensiune ngenţilă re în roiere conurului, l mijlocul lurii mri, ir vlore s ese: mx yx mx (7.1) αhb L mijlocul lurii mici ensiune ese: η (7.15) zxmx yxmx Unghiul de răsucire secific re urmăore exresie: βghb θ (7.16)

Torsiune brelor dree 99 Ceficienţii α, β, η sun dţi în belul 7.1, în funcţie de rorul h/b l lurilor dreunghiului. Numiorul exresiei (7.16), cre se oe no GI Gβhb se numeşe rigidie l orsiune brei. Penru br de secţiune circulră su inelră I I, ir enru le secţiuni I I. Tbelul 7.1 h/b 1 1,5 6 8 10 α 0,08 0,1 0,6 0,67 0,8 0,99 0,07 0,1 0, β 0,11 0,196 0,9 0,6 0,81 0,99 0,07 0,1 0, η 1,000 0,859 0,795 0,75 0,75 0,7 0,7 0,7 0,7 7.6. Alicţii 1) Să se dimensioneze rborele inelr l unei mşini cunoscând uere P 000 CP şi urţi n 00 ro/min. Se cunoşe rorul k d/d 0,8 şi ensiune ngenţilă dmisibilă merilului rborelui 0 N/mm. omenul de orsiune se clculeză în funcţie de uere şi urţie cu relţi cunoscuă: P 000 7,16 7,16 71,6KNm n 00 Din relţi de dimensionre v rezul modulul de rezisenţă olr l secţiunii rborelui: 6 71,6 10 5 Wnec 17,905 10 mm (1) 0 În funcţie de dimensiunile secţiunii, modulul de rezisenţ olr v fi: W nec [ 1 k ] πd nec () 16 Din relţiile (1) şi () v rezul D nec : πd 16 d nec nec [ 1 k ] 199,mm 5 17,905 10 D nec 5 17,905 10 16 9,0mm π [ 1 0,8 ] Se leg enru cele două dimere vlorile rounjie: D 50 mm, d 00 mm

100 Ciolul 7 ) Arborele din Fig.7.8, cre se roeşe cu o urţie n 60 ro/min, rimeşe rin ro moore (r.m.) o uere P 90 KW şi une în mişcre consumorii cre consumă rin roţile 1 şi ueri egle P 1 P 5 KW, ir rin ro o uere P 0 KW. Porţiune r.m.- rborelui re secţiune inelră cu D 90 mm şi kd/d0,7, ir orţiune r.m.- re secţiune circulră cu dimerul d 80 mm. Se cer: ) Digrm coă momenului de orsiune e rbore; b) Verificre rborelui cunoscând 70 N/mm, θ 0,5 /m şi G 8 10 N/mm ; c) Roire relivă înre ro moore şi ro, reseciv ro moore şi ro. ) omenele de orsiune: P[ KW] [ ro / min] Fig.7.8 9,550,875 KNm 87,5 Nm n 1 P [ KW] [ ro / min] 1 9,550 0,66 KNm 66, Nm n P [ KW] [ ro / min] 9,550 1,0611KNm 1061,1 Nm n Digrm de vriţie momenului de orsiune ese rerezenă în Fig.7.9. Verificre rborelui resuune verificre orţiunilor de rbore: - r.m.-, de secţiune inelră, l momenul de orsiune mxim e cesă orţiune rborelui mx + 1 16, Nm - r.m.-1, de secţiune circulră, l momenul de orsiune 1061,1 Nm.

Torsiune brelor dree 101 Fig.7.9 b.1)porţiune r.m.- Verificre l rezisenţă: mx W mx Verificre l rigidie: 16, 10 π 90 16 [ 1 0,7 ] 1,19 N mm θ mx GI mx 16, 10 π 90 8 10 [ 1 0,7 ],8 10 6 rd mm 0,19 / m θ b) Porţiune r.m.- Verificre l rezisenţă mx ' W ' 1061,`1 10 π 80 16 10,6 N mm

10 Ciolul 7 Verificre l rigidie θ mx 1061,1 10 ' GI ' π 80 8 10, 10 6 rd mm 0,189 / m θ c) Roire relivă dinre ro moore şi ro : Δϕ 500 1061,1 10 500 1,65 10 GI ' π 80 8 10 rd 0,09 Roire relivă dinre ro moore şi ro ese sum lgebrică roirilor relive dinre ro moore şi ro 1, reseciv ro 1 şi ro : 1 0 1 0 1 1160 66, 10 1160 Δϕ + GI GI GI π 90 8 10 Δϕ ' 1,96 10 rd 0,11 [ ] 1 0,7