5. sablar elastce 5.. rcur 5... enre. Rol unctonal rcurle sînt organe e aşn care prn ora lor ş prn caltăţle e elastctate ale ateralelor n care sînt executate, sub acţunea orţelor exteroare ajung la eoraţ relatv ar, revenn la ora nţală upă înepărtarea acestor orţe. În tpul eoraţe elastce, arcurle înagaznează lucrul ecanc eectuat e orţa exteroară, cu posbltăţ e reare ntegrală sau parţală. Scop : - aortzarea energe e şoc ş a vbraţlor (arcur vehcule, arcur ontate sub unaţ); - acuularea une energ ce trebue ceată treptat sau în tp scurt (arcurle ceasurlor, supapelor otoarelor cu arere nternă); - exerctarea unor orţe elastce peranente (arcurle unor abreaje); - ltarea orţelor, reglare (la prese, abreaje autoate, robnete e reglare); - ăsurarea orţelor ş oentelor prn utlzarea epenenţe ntre sarcnă ş eoraţe (naoetrce). - schbarea recvenţelor propr ale unor organe e aşn. Clascare: - upă ora constructvă (g..5) - în o - elcoale - sc - nelare - sprale plane - bară e torsune - specale 95
- upă recţa ş sensul orţelor exteroare - copresune - tracţune - torsune - încovoere - upă ora secţun: - crculară - reptunghulară, pătrată - prolată rcur cu o rcul clnrc e copresune rcul elcoal conc e copresune rc spral rc elcoal clnrc e tracţune rc sc splu rc bară e torsune rc laelar g..5 5... Materale Cernţe: - rezstenţă rcată la rupere - ltă rcată e elastctate - rezstenţă la oboseală ş rezstenţe rcate La anute construcţ a trebue : - rezstenţă la corozune - latare tercă reusă 96
- lpsa propretăţlor agnetce - enţnerea propretăţlor ecance la teperatură a) Oţelur carbon e caltate ş oţelur alate : oţel călt ş revent pentru arcur STS 795, OLC 55; 65; 75; 85, 5 ş 7,, 60 S 5 b) Materale neeroase : bronz, alaă, alaje Cu N c) Materale neetalce : caucuc, ase plastce, plută. 5... Caracterstcle uncţonale ale arcurlor a) Caracterstca arculu este curba care expră relaţa ntre sarcn ş eoraţle provocate (g..55); (); M g(ϕ), M sprale plane. - La ajortatea arcurlor caracterstcă lnară (a) - arcur elcoale, bară e torsune, laelare, n o repte ; - curblne crescătoare (b) arcur n o curbate ş arcur telescopce; - curblne escrescătoare (c) arcur sc, b) Rgtatea arculu c ărea care caracterzează raportul ntre sarcna eleentară ş eoraţa eleentulu corespunzător c ; M c ' ϕ rcurle cu caracterstcă lnară au rgtatea constantă, nută ş constanta arculu : c b g..55 c a, ϕ n tg α n Coent [T]: 97
sau c ' Note e curs. Captolul 5. sablăr elastce M ϕ M ϕ M n ϕ tg α' M M n ϕ ϕ rcurle cu caracterstcă nelnară au rgtatea varablă - crescătoare - escrescătoare c c M ϕ c) Lucrul ecanc e eoraţe este lucrul ecanc eectuat e sarcna exteroară ş înagaznat e arc. g ( ) sau ' 0 0 La arcurle cu caracterstcă lnară ş ' M ϕ ϕ ϕ M ϕ g( ϕ )ϕ 0 ) Coecentul e utlzare voluetrcă K v - reprezntă raportul ntre lucrul ecanc e eoraţe a arculu ş energa totală pe care o poate înagazna voluul V e ateral al arculu K v σ ax ; V E ' K' v τ ax V G σ ( K v Eax e ωε V V ) E E ax e 5... rcur cu o rcurle cu o sînt arcur lexonale (solctate în prncpal la încovoere) consttute n una sau a ulte o lucrîn îpreună a) arcur laelare b) arcur cu o ultple. 0 98
x τ ax V E a) rcur laelare (g..56) 8 pentru secţune reptunghulară ( l x ) ( l x ) 6l σ x σ ax (x0) W bh 6h 6 l l l M l σ EI bh bh h E E 6 pentru secţune trunghulară σ ax l g..56 E h b bx bx l bh 6 σ ax l h K v K pentru secţune trapezoală C 0 K ; v 9 b + b l EI σ ax ax l Eh l Eh l h b l V σ ax σ ax K v b h 6 E 8E 6 σaxv E v l E E oloseşte cel a bne ateralul 6 C 0 b b + b b) rcur cu o ultple, curbe, cu suspense oblcă la capete (g..57) Se cunosc :, o, l Se cere : n sau b, h 99
/cosα σ tot σ ax g..57 + σ σ nuărul e o e arc n - t a 0 ctg α 0 Rctgα C σ 00K500N / n tgα σ t pentru oaa prncpală bh ax M W ( l + tgα ) o nbh 6 eoarece α nu se cunoaşte, se eternă n aptul că curbura olor se ace upă un arc e cerc 0 /cosα tgα Q α cosα l l Q R l.ctgα 0 l cosα α l.ctgα l l.tg snα snα snα α α cos sn α sn cosα ( α tg ) snα α α α α sn cos sn cos Eleente constructve tgα cosα o spectele olor e arc pot avea ore varate: repte, trapezoale, crculare, parabolce (g..58), eventual cu înălţea escrescână, pentru a cşora recarea între o în această zonă. ore constructve pentru capetele o prncpale sunt prezentate în g..59. O α l R α a b c e g..58 a b c e g..59 00
5..5. rcur sc rcurle-sc STS 85 sunt orate ntr-unul sau a ulte scur elastce tronconce. Caracterstc pentru aceste arcur este aptul că prn varaţa raportulu h s, ca ş prn erte cobnaţ e aşezare a scurlor, se obţn caracterstc elastce erte. a) Pachet e arcur sc (suprapuse în acelaş sens) h tot n, tot tot b) Coloană e arcur sc (suprapuse cu alternarea pozţe lor) tot, tot tot c) Coloană e pachete e arcur sc tot n ; tot tot une: n nuărul e scur ntr-un pachet nuărul pachetelor suprapuse Eleente e calcul STS 86 Tensunea axă apare în colţul C (tensune e copresune) Tratarea exactă a calculelor e rezstenţă este clă 0
splcat : a) orţa n arc E υ s k Note e curs. Captolul 5. sablăr elastce h s s h + s s s υ ( E,,s,,,h) b) Tensunea axăσ ax corespunzător une eoraţ E s h σ ax k k σ k s + s s une : ( υ ) ax 6 6 / ;k / ln / π ln π ln k k ( / ) π ln ( E, υ,s,, ) c) Lucrul ecanc e eoraţe pentru un sc, în oenul e eoraţe e L la starea lberă la aplatsare E.. L( E, υ,s,,h) υ pentru un pachet cu n scur L nl 0,p p 0,5 s h p 5 Eleente constructve h pentru s σ a 500N / 0
5..6. rcur cu solctăr prncpale la torsune a) rcur bare e torsune (g..60) l g..60 R Barele e torsune sînt întrebunţate în nueroase cazur, la suspensa vehculelor, cuplaje elastce cu jocur torsonale, în aparate e ăsură. K - Solctare torsune : - Tensune τ ϕ M R t t τ ax at W p π - eoraţe ra M tl GI p 6 τ t G ax - Lucrul ecanc e eoraţe : ϕ M l l t ' M t M t GI p 0K80.N / t M l GI p M t l π π ' GI lw lw l l p p p 6 τ V M V I V t p V tax W p V V G W G p ' V Se constată că bara e torsune are cel a bun coecent e utlzare voluetrc. ora capetelor e xare este polgonală, rotună zţată ş aplatsată. 0
b) rcur elcoale (g..6) - sînt arcur orate n sâre sau bare cu secţune rotună sau reptunghulară, înăşurate în elce pe o anută supraaţă rectoare H - coecentul e arcure a H 0 Eleentele geoetrce caracterstce sînt : (STS 7068) - aetrul sîre sau b ş h - aetrele -,, - unghul e înclnare al sprelor ˆ α 6K9 0 - pasul t în stare lberă + 0, t ; - coecentul e zvelteţe λ upă sensul orţe e lucru, pe recţa axe, arcul poate căpăta o eorare elastcă e copresune sau e întnere. rcul în ansablu poate solctat la tracţune sau copresune, ar spra, în prncpal, la torsune (g..6). t / g..6 e α H 0 α α snα cos α t n e g..6 0
ouă coponente: cosα, snα M t R cosα M R T cosα snα N P snα 0 eoarece α 6L9 snα 0ş ec se negljează încovoerea ş tracţunea τ tax k + M t k W p k π 6 8k π 8k τ at π ncele arculu 6 pentru arcur înăşurate la rece,6 reaptă, c una curbă. 0 pentru arcur înăşurate la cal coecent ce ţne seaa e aptul că arcul nu este o grnă - eoraţa arculu este coprarea sau lungrea lu totală ca eect al orţe (g..6). ϕ l π n θ R ϕ ϕ / g..6 05
π n M l t n Rϕ 8 (caracterstcă lnară) GI GI G p p - Lucrul ecanc e eoraţe - Rgtatea G 8 C - Coecentul e utlzare voluetrc - Eleente e calcul ensonare -aetrul sîre 8 n a) cîn se pune prn gabart ( ) K v τ t ax G V -se alege ş se ace vercarea G n 8n G V π G 6 8K τ τ at - 0,5τ tax r n pentru sîră trelată n OLC π b)cîn nu se pune gabartul 8K, πτ - Nuărul e spre: at - 0,5τ pentru sîră n Bz r n n conţa e eoraţ (rgtate): - nuărul e spre actve G n 8 G 8 c - nuărul e spre e reaze n r, 5 ; se recoană n r 06
- nuăr total e spre n t n + nr - Lungea lberă a arculu H - la arcur e copresune cu capete prelucrate nt + ( n 0,5) H n 0 r 0 t 0,5 - pentru înălţea e aşezare a sprelor e reaze pretensonare - la arcurle e întnere H 0 ( n + ) + Hc H tn + Hc la arcur ără pretensonare 0 + une Hc ( 0,5K ) - Lungea esăşurată a arculu - înălţea ochulu e prnere la arcur cu πn l cosα - Vercarea la labaj a arcurlor coprate (g..6) acă punctul e cooronate ( λ,a) se găseşte sub curbă - nu labează a ; H 0 e exploatare. acă H 0 λ ; săgeata λ p sgur nu labează c) rcur elcoale clnrce ultple cu secţune crculară (g..65) a 0,7 g..65 g..6 7 λ Spaţul sponbl este a bne olost acă se întrebunţează arcur elcoale ultple. Ssteul ar echvala cu un nuăr e arcur cu rgtate ertă, aşezate în paralel, care sub acţunea orţe exteroare, se eorează cu aceeaş săgeată. e un arc copus n z arcur elcoale,,..., z aetrul sîrelor,,... aetrul eu e înăşurare z 07
l,l,... lz Note e curs. Captolul 5. sablăr elastce lungea sîre Conţa aceeaş tensune τtax τ... z n n ş acelaş ateral (ş ec aceeaş săgeată): n z z z 8 8 K 8 G G G t ax ar n 8 π n 8 π z n K 8 K π z z Se poate ate în plus, ără nc o cultate e realzare, că: n n nz z z z K ( l l K ) z z lz K z acă exstenţa une proporţonaltăţ între aetrul e înăşurare ş aetrul sîrelor. orţa preluată e arc : z C C z π z τ t 8 ax π τ t 8 ax z Sarcnle preluate e arcur consecutve :, eoarece 08
5..7. rcur e caucuc La acelaş volu e ateral, arcul e caucuc aortzează o canttate e energe sensbl superoară cele corespunzătoare arculu n oţel 0% n energa e eoraţe. ceastă capactate e aortzare se atoreşte recărlor nterne. Categorle prncpale e arcur n caucuc (g..66) s e h h h e γ ρ a b c g..66 rc blocat solctat la copresune (g..66.a) σ βε h β β h 8 τ c h G nu se eorează elastc ecît pentru zone c rc clnrc arat cu plăc etalce (g..66.b) solctat la orecare τ ρg s.tg G rc clnrc arat cu tubur etalce (g..66.c), solctat la torsune 09
τ ax π h ln πgh rc clnrc arat cu tubur etalce (g..66.), solctat la orecare τ t ax M M πh t τ ax t orec M t πρ hτ t ρ τ t ax π h M t ϕ π Gh n M t π h Rezstenţele asble pentru arcurle e caucuc - solctate statc: σ copresune 5 N/ τ orecare N/ τ torsune,5 N/ - cu şoc trecător: σ copresune,5 5 N/ τ orecare N/ τ torsune,5 N/ -solctate nac σ copresune,5 N/ τ orecare 0. 0.5 N/ τ torsune 0. N/ 0
5.. ortzoare 5... Caracterzare. Eleente constructve Exeple u rolul e a spa energa vbraţlor ş şocurlor. upă prncpul e uncţonare: - aortzoare cu recare uscată (coulobană) - aortzoare cu recare luă - aortzoare cu perer prn curenţ turbonar Corp superor Plăc e xare rc elcoal Corp neror a) ortzor cu recare uscată-unrecţonal - pentru sparea energe vbraţlor rectln (g..67) µ n µρ g..67 b) ortzoare cu recare luă ortzarea este eternată e orţa e recare creată la orecarea unu lu vîscos între ouă supraeţe cu vteze sau e orţa rezstentă, realzată la eplasarea orţată a luulu vîscos prntr-o conuctă sau un orcu. Vîscoztatea nacă este caracterstca prncpală a luelor ce eternă caracterstcle aortzoarelor cu recare luă: cv în care c este coecentul e aortzare; v vteza relatvă a eleentelor rge ale aortzoarelor, legate e asa care vbrează ş batu; exponent: - caracterstcă lnară
- < caracterstcă progresvă - > caracterstcă progresvă Exeple: ). ortzor cu pston (g..68) c p c 8ηπ p c g..68 ). ortzor hraulc telescopc orţa e aortzare se atoreşte rezstenţe luulu la trecerea prn orc c, în uncţe e raportul ntre coecentul e rezstenţă pentru cursa e copresune c v ş coecentul e rezstenţă pentru cursa e estnere - aortzoare cu splu eect c 0;c 0 c - aortzoare cu ublu eect cc 0;c 0 caracterstcă setrcă c c c Constructv aortzoare telescopce onotubulare c caracterstcă asetrcă c c - btubulare Scheatc aortzor telescopc btubular (g..69) pston caeră copensare (aer) clnru rezervor supape e councare tub prncpal supape e estnere c lch axa roţlor g..69
Eleentele coponente: - Supapele sînt realzate sub ora e ronele apăsate pe orc calbrate prn ntereul unor eleente elastce În cazul supapelor e estnere ş coprare ronele obturatoare, n tablă e oţel e arc cu grosea 0, 0,5 au realzate pe perere, prn rezare, un nuăr e ante calbrate,.prn care se creează rezstenţa vîscoasă a lchulu. - Pstoanele sînt conecţonate n ontă sau aterale cerace - Tubur exteroare-n ţev e oţel - Ssteul e etanşare-nel e caucuc cu zţ nteror sau anşetă e etanşare (serng) - Lchul e aortzare trebue să abă un nce e vscoztate (I V) rcat:,6,,9 cst la 00 C, nu cst la 50 C ş 6500 cst la 0 C. Încălzrea aortzoarelor plcă scăerea vîscoztăţ scăerea peroranţelor e exeplu: încălzrea aortzorulu e la 0 la o C conuce la reucerea canttăţ e energe spate cu 5%. 5... Eleente e calcul ş proectare Calculul se eectuează în strînsă corelaţe cu celelalte eleente ale suspense (asa suspenată, eleente elastce, etc.).
Pentru un aortzor hraulc telescopc se parcurg urătoarele etape: - Stablrea caracterstc externe e aortzare a [N] Curba e aortzare pătratcă Curba e aortzare regresvă 000 000 I II Coplet încărcat ără sarcnă utlă 0,5,0,5 v a [/s] Pentru vteze ale pstonulu e pînă la 0,5/s oenul I e uncţonare >0,7/s oenul II e uncţonare Caracterstca e aortzare (curba ) conuce în oenul vtezelor ar la orţe e aortzare exagerate, cu plcaţ negatve asupra conortulu ntroucerea une supape e escărcare care ntră în uncţune nua la o anută vteză nută vteză crtcă. Se asgură pentru vteze ar o caracterstcă e aortzare regresvă (curba B). Pentru suspens auto V cr 0,K0, / s. - ensun constructve e bază ) Lungea l pusă e valorle extree ale eleentulu elastc ) aetrul exteror convecţe e - n conţa tercă W orecare W evacuat W orecare kv - vteza ee a vbraţlor k constantă epenentă e aortzare (orcu, etc.); W evacuare convecţe π ) Orcle calbrate e lα. T
Conţa e ebt ( ebtul prn orcul calbrat entc cu cel realzat e pston) Q cal Q pston SV p Q cal µ S cal cal g p / γ a ps p µ coecentul e perere la scurgerea prn orc calbrate.e exeplu: R cal e 0, µ cal 0, 7K0, 75 ) ensonarea canalelor crculare n pston can can p Conţa ebt Q µ g p / γ zπ / Q V S p 5.. Suspens ecance Rol - cşorarea apltun şcăr transsă e la unaţa ; - cşorarea orţe transsă e la aşnă la unaţe. Maşnă x(t) o snωt t Suspense Exctaţe unaţe t uu o snωt r (t) a) pentru reucerea apltun şcăr b) pentru reucerea orţe Părţle prncpale ale une suspens - eleente elastce (arcur) cu rol e susţnere a sarcn - eleente e spare a energe vbraţlor (aortzor) 5
Mărle prn care se poate caracterza o suspense: - transsbltatea absolută T )pentru cazul n g.a T, apltunea vbraţe aşn, ) pentru cazul n g.b T ; e apltunea vbraţe unaţe apltunea orţe transsă unaţe apltunea orţe transsă exctaţe - transsbltatea relatvă T R : s T R ; s v e apltunea eoraţe suspense r apltunea vbraţe unaţe - răspunsul şcăr, nut actor e aplcare;, apltunea eplasăr ssteulu elastc sub st acţunea apltun orţe e exctaţe st eoraţe statcă Exeple ale ărlor T,TR s pentru un sste cu un gra e lbertate ξ c / c cr ; c cr k ω 0 k / ξ Suspensa cu aortzor vîscos cuplat rg: - creşterea aortzăr realzează cşorarea transsbltăţ la rezonanţă, ar conuce la obţnerea unor valor ar ale transsbltăţ absolute pentru valor rcate ale pulsaţe ω / ω 0. ortzorul este ecace nua în zona rezonanţe (g.a). actorul e aplcare este cşorat, pentru o valoare a pulsaţe, e creştere a aortzăr (g.b). 6
T 00 0 0 ξ0,0 ξ0,5 ξ0, ξ 0, 0 ω/ω 0 0, 0 ω/ω 0 Suspensa cu aortzor couloban legat rg: - realzează o legătură rgă prn blocarea aortzorulu atunc cîn orţa e recare este are ş exctaţa se ace cu pulsaţ oarte c ( ω pp ω 0 ). În aceste conţ T. Creşterea coecentulu e aortzare coulobană cşorează transsbltatea absolută la rezonanţă ş ăreşte pulsaţle la care aceasta se realzează. Bblograe. Manea Gh.- Organe e aşn. Et.Tehncă, Bucureşt, 970. Gaţanu M.ş.a. - Organe e aşn. Et.Tehnocă, Bucureşt,98 ş 98;. Pavelescu. ş.a. - Organe e aşn. Et. actcă ş Peagogcă, Bucureşt, 985;. Bucşă I. ş.a. - Inruătorul tehncanulu proectant e aşn ş utlaje. Et.Tehncă Bucureşt, 97.?? Intrebăr recaptulatve ) Care ntre urătoarelearţeste aevărată: arcul este un organ e aşnă care realzează o legătură a) elastcă; b) rgă. 7
între părţle sau pesele une aşn, ecans sau spoztv? ) Caracterstca arculu este curba care expră epenenţa ntre: a) orţa ş eoraţa elastcă lnară; b) oent ş eoraţa elastcă unghulară; c) între orţă ş oent; ) între orţă ş unghul e înăşurare al elce. ) Rgtatea arculu este o ăre: a) aensonală b) care se expră în N/. ) Care ntre secţunle arcurlor laelare au cel a bun coecent e utlzare voluetrcă? a) reptunghulară; b) trunghulară; c) trapezoală. 5) Solctarea prncpală a arcurlor e torsune este: a) torsunea; b) tracţunea. 6) rcurle elcoale clnrce în ansablu sunt solctate la: a) torsune; b) tracţune; c) copresune. 7) La acelaş volu e ateral, arcul e caucuc aortzează o canttate e energe: a) superoară cele corespunzătoare arculu n oţel; b) neroară cele corespunzătoare arculu n oţel. 8) Caracterstcle ecance ale arculu epn e: a) copozţa ş propretăţle ateralulu n care se realzează; b) orţa sau oentul la care sunt solctate arcurle. 8