MITOITUSTEHTÄVÄ: I Rakennemallin muodostaminen 1/6

Transkriptio

1 1/6 MITOITUSTEHTÄVÄ: I Rakennemallin muodostaminen Mitoitetaan kuvan mukaisen kaksileikkeisen ruuviliitoksen kestävyys Rd. Ruuvit ovat lujuusluokan A-50 ruostumattomia M16 osakierteisiä ruuveja. Liitettävät levyt ovat lattoja FL8x100 ja alumiinilajia E AW-5754 H4/34. Ruuvin reikä latoissa on ruuvin halkaisijaa suurempi, d Liitos on kuivassa huoneilma sisätilassa, joten se on säälle ja korroosiorasituksille altistumaton rakenne.

2 /6 II Mitoitus murtorajatilassa a. Rasitusten laskeminen Tässä esimerkissä lasketaan liitoksen kestävyys, kun ulkoista rasitusta ei tiedetä. b. Kestävyyksien laskemien Ruuvien reikien sijainti (SFS-E : 8.5.1) Eniäis- ja vähiäisvälit, pääty- ja reunaetäisyydet annetaan SFS-E : taulukossa 8.. p 1 e 1 e p P 1,min, d 0, 18 39,6< P 1 50 < P 1,max 1,5 14 t1, P,min,4 d 0, , < P 50 < P, max 14 t e 1,min 1, d 0 1, 18 1,6 < e 1 5 < e 1, max 1 t e,min 1, d 0 1, 18 1,6 < e 5 < e, max 1 t > Reikien sijainti täyttää vaatimukset. Latan vetokestävyys (SFS-E : 6..3) Keskiäinen latta on mitoittava: Vetovoiman mitoitusarvon Ed tulee täyttää seuraava ehto:

3 3/6 Ed t,rd 1,0 (SFS-E : 6.17) Poikkileikkauksen vetokestävyyden mitoitusarvoksi u,rd seuraavasti: t, Rd valitaan pienempi arvoista o, Rd ja a) yleinen myötääminen sauvaa pitkin: o, Rd Ag o / M1 (SFS-E : 6.18) Keskiäisen latan vetokestävyys muualla kuin reikien kohdalla: o, Rd Ag o / M /1,1 138, k b) paikallinen vaurio reiällisessä poikkileikkauksessa: 0 u, Rd,9Anet / M (SFS-E : 6.19a) Keskiäisen latan vetokestävyys ruuvien reikien kohdalla: > 88, 5 k t, Rd u, Rd 0,9 Anet u / M 0,9 5 [ 8 ( ] 40 /1,5 88, k Palamurtumiskestävyys (SFS-E : 8.5..) Palamurtumiskestävyyden mitoitusarvo V e,1,rd, kun syetriseen ruuviryhmään kohdistuu keskeinen kuorma, lasketaan seuraavasti: V e,1,rd u A nt / M + (1 / 3) o A nv / M1 missä: A nt A nv on vedon rasittama nettopinta-ala on leikkauksen rasittama nettopinta-ala.

4 4/6 1 pieni vetovoima, suuri leikkausvoima, 3 pieni leikkausvoima ja 4 suuri vetovoima V e,1,rd u A nt / M + (1 / 3) o A nv / M1 40/ (50-18) 8/1,5 + (1 / 3) 190/ (75-1,5 18) ) 8 /1,1 15,7 k Ruuvien kestävyyden mitoitusarvo (SFS-E : 8.5.5) Tehtävän ruuviliitos on ruuvikiinnitysluokkaa A: Reunapuristustyyppinen kiinnitys,jossa ruuveja ei esijännitetä ruuvien varteen syntyy leikkausrasitus ruuvien ja levyjen välille syntyy reunapuristus Leikkausvoiman kuormittamat ruuvikiinnitykset suunnitellaan jonkin seuraavassa esitetyn luokan mukaisesti, ks. SFS-E : taulukko 8.4. Taulukko 8.4 Ruuvikiinnitysluokat: Leikkausvoiman rasittamat kiinnitykset Luokka Mitoitusehto Huomautuksia A: reunapuristustyyppinen kiinnitys Fv, Ed Fv,Rd Fv, Ed Fb,Rd Σ Fv, Ed net,rd Esijännitystä ei vaadita. Kaikki ruuviluokat net, Rd 0,9 Anet / M

5 5/6 Murtorajatilassa ruuviin kohdistuvan leikkausvoiman mitoitusarvo F v,ed ei saa olla suurempi kuin pienin seuraavista arvoista: leikkauskestävyyden mitoitusarvo F v,rd sen kiinnityksessä käytettävän ruuvin, jonka reunapuristuskestävyys on pienin, reunapuristuskestävyyden mitoitusarvo F b,rd, joista moleat annetaan SFS-E : taulukossa 8.5. SFS-E : taulukko 8.5: Murtumistapa α Ruuvit Leikkauskestä v b A vyys leikettä F v,rd (8.9) kohti: M - kun ruuvin kierteet ovat leikkaustasossa (A on ruuvin jännityspoikkipinta-ala A S ): - lujuusluokkien 4.6, 5.6 ja 8.8 teräsruuvit: α v 0,6 - lujuusluokkien 4.8, 5.8, 6.8 ja 10.9 teräsruuvit, ruostumattomat teräsruuvit ja alumiiniruuvit: α v 0,5 - kun ruuvin kierteetön osa on leikkaustasossa (A on ruuvin bruttopoikkileikkauksen pinta-ala): α v 0,6 ub ruuvimateriaalin murtorajan ominaisarvo Reunapuristus kestävyys k1 αb d t F b,rd M (8.11) missä α b on pienempi arvoista α d tai b or 1,0 ; mutta 0,66 pidennetyillä rei'illä (8.1) levyn pään ruuvit: e - pään ruuvit: α d 1 p ; muut kuin pään ruuvit: α d 1 ; 3d 0 3d 0 4 (8.13 ja 8.14) kohtisuorassa suunnassa siirrettävään voimaan nähden: e - reunarivin ruuvit: k 1 on pienin,8 d0 1,7 or,5 -arvoista (8.15) p - muut kuin pään ruuvit: k 1 on pienin 1,4 1,7 or,5 -arvoista (8.16) d0 u on kiinnitettyjen osien materiaalin murtorajan ominaisarvo ub on ruuvimateriaalin murtorajan ominaisarvo d on ruuvin halkaisija d 0 on reiän halkaisija e 1, e, p 1, p ks. kuva 8.1 5)

6 6/6 Leikkauskestävyys leikettä kohti: 0,5 500 π (8 ) α A v ub F v, Rd 40, k 1,5 M Koko ruuviryhmän leikkauskestävyys: 4 v, Rd F 4 40, k 160, 8 k Reunapuristuskestävyys yhtä ruuvia kohti: k F 1 b,rd α b d t M,missä e α b ( 1 ; 3d 0 ub u 5 ; 1,0 ) min ( ; ; 1,0 ) min (0,46;,08;1) min 0,46 e 5 k 1 (,8 1,7 ;,5 ) min (,8 1,7 ;,5 ) min (,19 ;,5 ) min,19 d 18 0,19 0, k d t 1 α b u F b, Rd 4, 8k 1,5 M Koko liitoksen reunapuristuskestävyys: 4 b, Rd F 4 4,8k 99, k Koko liitoksen kestävyys: Rd 88,5k ;V 15,7k ;4 F 160,8k ; 4 F 99,k) 88, 5k ( t, Rd e,1,rd v,rd b,rd min Liitoskestävyys: Rd 88,5 k