Oheismateriaalin käyttö EI sallittua, mutta laskimen käyttö on sallittua Vastaukset tehtäväpaperiin, joka PALAUTETTAVA (vaikka vastaamattomana)!

Samankaltaiset tiedostot
Oheismateriaalin käyttö EI sallittua, mutta laskimen käyttö on sallittua Vastaukset tehtäväpaperiin, joka PALAUTETTAVA (vaikka vastaamattomana)!

MITOITUSTEHTÄVÄ: I Rakennemallin muodostaminen 1/16

Hitsattavien teräsrakenteiden muotoilu

LAHDEN ALUEEN KEHITTÄMISYHTIÖ. Suunnittelun merkitys tuotantokustannuksiin hitsauksessa

Pienahitsien materiaalikerroin w

7. Suora leikkaus TAVOITTEET 7. Suora leikkaus SISÄLTÖ

PUHDAS, SUORA TAIVUTUS

KANSALLINEN LIITE (LVM) SFS-EN TERÄSRAKENTEIDEN SUUNNITTELU Sillat LIIKENNE- JA VIESTINTÄMINISTERIÖ

2. harjoitus - malliratkaisut Tehtävä 3. Tasojännitystilassa olevan kappaleen kaksiakselista rasitustilaa käytetään usein materiaalimalleissa esiintyv

Mitoitetaan MäkeläAlu Oy:n materiaalivaraston kaksiaukkoinen hyllypalkki.

Hitsaustekniikkaa suunnittelijoille koulutuspäivä Hitsattujen rakenteiden lujuustarkastelu Tatu Westerholm

Vauriomekanismi: Väsyminen

Hitsattu rakenne vikojen vaikutus lujuuteen ja elinikään

EN : Teräsrakenteiden suunnittelu, Levyrakenteet

Määritetään vääntökuormitetun sauvan kiertymä kimmoisella kuormitusalueella Tutkitaan staattisesti määräämättömiä vääntösauvoja

WQ-palkkijärjestelmä

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta Konetekniikan koulutusohjelma BK10A0401 Kandidaatintyö ja seminaari

Ultralujien terästen hitsausliitosten väsymislujuus

HITSATUN LIITOKSEN VÄSYMISKESTÄVYYDEN MÄÄRITTÄMINEN SÄRÖN KASVUN SIMULOINNILLA

RIL263 KAIVANTO-OHJE TUETUN KAIVANNON MITOITUS PETRI TYYNELÄ/RAMBOLL FINLAND OY

SIPOREX-HARKKOSEINÄÄN TUKEUTUVIEN TERÄSPALKKIEN SUUNNITTELUOHJE

Teräsrakentamisen T&K-päivät Lujista rakenneputkista valmistettavien liitosten kestävyys

KANTAVUUS- TAULUKOT W-70/900 W-115/750 W-155/560/840

TAVOITTEET Määrittää taivutuksen normaalijännitykset Miten määritetään leikkaus- ja taivutusmomenttijakaumat

Hitsausliitokset. päällehitsaus. täyttöhitsaus. laipalliset akselit, hammaspyörien ja akselien liittäminen

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

KJR-C1001: Statiikka L5 Luento : Palkin normaali- ja leikkausvoima sekä taivutusmomentti

PROMATECT -200 Teräsrakenteiden palosuojaus

Ultralujien terästen ominaisuudet lopputuotteeseen osaavan suunnittelun ja valmistuksen avulla

Laskuharjoitus 1 Ratkaisut

Siltanosturin suunnittelu ja analyysi

KANTAVUUSTAULUKOT (EN mukaan) Kantavat poimulevyt W-70/900 W-115/750 W-155/840

a) Esitä piirtämällä oheisen kaksoissymmetrisen ulokepalkkina toimivan kotelopalkin kaksi täysin erityyppistä plastista rajatilamekanismia (2p).

ULTRALUJAN TERÄKSEN KIINNITYSHITSIEN VÄSYMISKESTÄVYYDEN MÄÄRITYS

KANTAVUUS- TAULUKOT W-20/990 W-20/1100 W-45/900 W-45/1000

3. SUUNNITTELUPERUSTEET

Palkki ja laatta toimivat yhdessä siten, että laatta toimii kenttämomentille palkin puristuspintana ja vetoteräkset sijaitsevat palkin alaosassa.

T Puurakenteet 1 5 op

(m) Gyproc GFR (taulukossa arvot: k 450/600 mm) Levykerroksia

VÄÄNTÖKUORMITETUN HITSATUN KOTELOPROFIILIPALKIN VÄSYTYSKOE FATIGUE TEST OF A TORQUE LOADED WELDED BOX SECTION BEAM

ELEMENTTIMENETELMÄN PERUSTEET SESSIO 07: Aksiaalinen sauvaelementti, osa 2.

Vahvistus. Takaylitys. Päätypalkki TÄRKEÄÄ! Jos kuorma-autossa ei ole keskiasennettua vetopalkkia, on asennettava päätypalkki.

RAK-C3004 Rakentamisen tekniikat

SSAB FrameCalc ja SSAB High Strength Structural Hollow Sections Handbook, tutkimustuloksista käytännön sovelluksiin

Stabiliteetti ja jäykistäminen

Harjoitus 7. KJR-C2001 Kiinteän aineen mekaniikan perusteet, IV/2016

Katso lasiseinän rungon päämitat kuvista 01 ja Jäykistys ja staattinen tasapaino

POIKKILEIKKAUSTEN MITOITUS

PUUTAVARAPANKON VÄSYMISLUJUUDEN MÄÄRITYS DETERMINATION OF FATIGUE LIFE OF TIMBER BUNK

SEMKO OY PBOK-ONTELOLAATTAKANNAKE. Käyttö- ja suunnitteluohjeet RakMK mukainen suunnittelu

KJR-C1001: Statiikka L2 Luento : voiman momentti ja voimasysteemit

Tehokkaammin lujilla teräksillä

KUORMAA KANTAMATTOMAN T-LIITOKSEN GEOMETRIAN VAIKUTUS VÄSYMISKESTOIKÄÄN TEHOLLISEN LOVIJÄNNITYKSEN MENETELMÄLLÄ

RKL-, R2KL- ja R3KLkiinnityslevyt

Raimo Karhumaa Siipipeilintie 12 B Oulu EUROKOODIN SOVELTAMISEN TEKNISTALOUDELLISET VAIKUTUKSET LÖVÖN LIITTOPALKKISILLASSA

Vastaanotettu Hyväksytty Julkaistu verkossa

HENKILÖNOSTIMEN PUOMIN ÄÄRILUJUUS EXTREME STRENGTH OF A PERSON LIFTER'S BOOM

SUOJAKAASUN VAIKUTUS FERRIITTISEN RUOSTUMATTOMAN TERÄKSEN LASERHITSIN OMINAISUUKSIIN

LEVYJÄYKISTEEN PÄÄN KÄÄNTÄMISEN VAIKUTUS JÄNNITYSKONSENT- RAATIOIHIN EFFECT OF INCLINING LONGITUDINAL GUSSET S TIP ON STRESS CONCEN- TRATIONS

SEMTUN JVA+ MUURAUS- KANNAKKEET

KJR-C1001: Statiikka L3 Luento : Jäykän kappaleen tasapaino

RASITUSKUVIOT (jatkuu)

ESIMERKKI 3: Märkätilan välipohjapalkki

B.3 Terästen hitsattavuus

5. Matalalaitaisen avovaunun ja korkealaitavaunun korin osiin kohdistuvat enimmäiskuormitukset

8. Yhdistetyt rasitukset

OSA A. MITTATOLERANSSIT

RIVAN KÄRJEN JÄNNITYSKOMPONENTIT STRESS COMPONENTS OF GUSSET S TIP

Harjoitus 1. KJR-C2001 Kiinteän aineen mekaniikan perusteet, IV/2016. Tehtävä 1 Selitä käsitteet kohdissa [a), b)] ja laske c) kohdan tehtävä.

HITSILIITOSTEN VÄSYMISTARKASTELU ERI MENETELMILLÄ FATIGUE ANALYSIS OF WELDED JOINTS WITH DIFFERENT METHODS

KL-KIINNITYSLEVYT EuroKoodIEN mukainen SuuNNITTELu

vakioteräsosat rakmk:n Mukainen suunnittelu

b) Esitä kilpaileva myötöviivamekanismi a-kohdassa esittämällesi mekanismille ja vertaile näillä mekanismeilla määritettyjä kuormitettavuuksia (2p)

FE-ANALYYSIN SOVELTAMINEN S960 QC TERÄKSISEN I-PROFIILIN ÄÄRIKESTÄVYYDEN MÄÄRITTÄMISESSÄ

2 LUJUUSOPIN PERUSKÄSITTEET Suoran sauvan veto tai puristus Jännityksen ja venymän välinen yhteys 34

normaali- ja leikkaus jännitysten laskemiseen pisteessä Määritetään ne tasot, joista suurimmat normaali- ja leikkausjännitykset löytyvät

JÄNNEVIRRAN SILLAN VÄSYMISMITOITUS MITATULLA LIIKENNEKUORMALLA

HOT SPOT MENETELMÄN KÄYTTÖ SILTANOSTURIN PÄÄDYN VÄSYMISMITOITUKSESSA BRIDGE CRANE END FATIGUE ANALYSIS BASED ON THE HOT SPOT STRESSES

Ruuvien päiden muotoja. [Decker ja esimerkiksi: ]

Aksiaalisella tai suoralla leikkauksella kuormitettujen rakenneosien lujuusopillinen analyysi ja suunnittelu

Ruuviliitoksen lujuus

SEMKO OY PBOK-ONTELOLAATTAKANNAKE. Käyttö- ja suunnitteluohjeet Eurokoodien mukainen suunnittelu

Teräsrakenneohjeet. Tielaitos. Sillansuunnittelu. Helsinki TIEHALLINTO Siltayksikkö

SHY- Seminaari TURKU

Palkkien mitoitus. Rak Rakenteiden suunnittelun ja mitoituksen perusteet Harjoitus 7,

Eurokoodien mukainen suunnittelu

TkL. Matti Koskimäki

TRUKKITRAKTORIN RUNGON SUUNNITTELU JA LASKENTA

CWQ-liittopalkkijärjestelmä

Laskuharjoitus 3 Ratkaisut

SML:N SUUR-SAVON PIIRIN PÖNTTÖSORVIN KÄYTTÖ-OHJEET 2015 OHJEKIRJA SISÄLLYSLUETTELO

Finnwood 2.3 SR1 ( ) Copyright 2012 Metsäliitto Osuuskunta, Metsä Wood?

OSIITAIN JA YKKIEN LIITOSTEN V AIKUTUS PORTAALIKEHAN VOI MASUUREISIIN. Rakenteiden Mekaniikka, Vol.27 No.3, 1994, s

ELEMENTTIKOON VAIKUTUS VÄSYMISMENETELMIEN TARKKUUTEEN THE EFFECT OF MESH SIZING TO THE CONVERGENCE OF FATIGUE STRENGTH METHODS

PÄÄKANNATTAJAN LIITOSTEN MITOITUS

RIVAN KÄRJEN MUOTOILUSUOSITUSTEN VERTAILU HOT SPOT JA TEHOLLISEN LOVIJÄNNITYKSEN MENETELMILLÄ

Ultralujien terästen käyttö dynaamisesti kuormitetuissa koneen rakenteissa

2 Porapaalujen kärkiosien tekniset vaatimukset 2 KÄYTETTÄVÄT STANDARDIT JA OHJEET... 4

MITOITUSKÄYRÄT JA SUUNNITTELUOHJE (EN mukaan) Kevytorret Mallit Z ja C

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Transkriptio:

LUT-Kone Timo Björk BK80A2202 Teräsrakenteet I: 31.3.2016 Oheismateriaalin käyttö EI sallittua, mutta laskimen käyttö on sallittua Vastaukset tehtäväpaperiin, joka PALAUTETTAVA (vaikka vastaamattomana)! Tehtävä 1. Selitä lyhyesti (annettu tila riittää, pitkästä selittelystä miinusta) käsitteet tarvittaessa kuvalla tai yhtälöllä selkeytettynä (10 x 0.5 =5 p) a) Fretting-väsyminen b) Vinoutumisnurjahdus c) Sitkeän ja hauraan murtuman ero d) Rakenteellinen jännityskeskittymä e) Jännityssuhde (R) f) Ylikriittinen alue lommahduksessa g) Käyristymisjäyhyys Iω h) Väsymisluokka (FAT) i) Todellisen ja insinöörivenymän ero j) Kulmavetäytymä muodonmuutoksena

Tehtävä 2. a) Kuvan ulokerakennetta kuormittaa taivutusmomentti. Määritä oheisen liitoksen kuormitus (=piirrä voimasuure rakenteeseen) selkeästi siten, että hitsausliitos edustaa yksiselitteisesti pelkästään taivutusmomentin kuormittamaa varusteluliitosta (1/5p). Tuenta b) Piirrä liitokseen potentiaalisin väsymissärö, sen alkamiskohta ja etenemispolku, kun a)- kohdan antamasi kuorma vaihtelee nollasta maksimiarvoonsa (1/5p) c) Piirrä a)-kohdan kuormasta aiheutuva jännitysjakauma levyn paksuussuunnassa hitsin rajaviivan kohdalle siten, että siinä on esitetty ko. kuormituksesta ja liitosgeometriasta aiheutuva kokonaisjännitysjakauma sekä sen muodostuvat jännityskomponentit eriteltyinä ja nimettyinä (liitettävien osien paksuudet kuten kuvassa esitetty ja leveydet keskenään yhtä suuret ja kuormitus on jakaantunut tasan koko leveydelle (syvyyssuunta), eli kyseessä on 2Drakenne) (1/5p) d) Miten levyjen paksuuden kasvattaminen vaikuttaa liitoksen väsymiskestävyyteen, jos määrittämä kuormituksesi kasvaa levyn paksuuden mukaan siten, että sen aiheuttama nimellinen jännitys pysyy paksuudesta riippumaattomasti vakiona. Samoin rakenteen globaali ja lokaali muoto säilyy muuttumattomana, eli kaikki vain skaalautuvat suuremmiksi (myös hitsit). Esitä lisäksi lyhyt perustelu väittämällesi (1/5p) e) Miten levyn paksuntaminen vaikuttaa rakenteen haurasmurtumiskestävyyteen, kun kuormituskin kasvaa paksuuden mukaan siten, että nimellinen jännitys pysyy muuttumattomana samoin kuin materiaaliominaisuudetkin. Esitä lisäksi lyhyt perustelu väittämällesi (1/5p)

Tehtävä 3. 12 mm paksu S355 teräksestä tehty korvake hitsataan S235 teräksestä tehdyn H-palkin laippoihin kiinni neljällä samanlaisella 100 mm pitkällä pienahitsillä, joiden a-mitta on 4 mm 9 F 100 240 150 Yksittäisen hitsin (i) sallittu kuormitettavuus Fi lasketaan yksinkertaisesta mitoitusta käyttäen F i f u a l w 3 M 2 i i S235: fu = 360 MPa, w = 0.8 S355 : fu = 510 MPa, w = 0.9 liitoksen osavarmuuskerroin M2 = 1.25 kuormituksen osavarmuuskerroin = 1.5 a) Määritä voiman F suunta siten, että liitoksen kapasiteetti on mahdollisimman suuri (1/5 p) b) Kuinka suuri ulkoinen voima F sallitaan a) kohdan mukaisessa kuormitustilanteessa? (2/5p) c) Kuinka paljon sallitaan lisää b)-kohtaan nähden kuormitusta, jos hitsaus tehdään jatkuvana levyn ympäri (nurkkien osuutta ei tarvitse ottaa huomioon ja yksinkertainen laskentapa riittää) (1/5p) d) Onko c)- kohdan laskennallinen lisäkuormitettavuus todellista? Perustelu näkemyksesi lyhyesti (0.5/5p) e) Mitä muita kriteereitä a-mitan pitää täyttää ja onko ne kunnossa (0.5/5p)

Tehtävä 4. a) Määritä oheinen S460 teräksestä valmistetun taivutuskuormitetun kotelopalkin puuttuvat mitat (b1, t1, h, t2 ja c) siten, että palkin puristuslevykentät täyttävät taulukossa esitetyt poikkileikkausluokka 3 raja-arvovaatimukset ja palkin neutraaliakseli sijaitsee palkin uuman puolivälin korkeudella (hitsejä ja levykenttien paksuuksia ei tarvitse ottaa huomioon poikkileikkaussuureita laskettaessa) (3/5p) b 1 puristus laippa 300 t 1 h 8 uuma t 2 c vetolaippa 250 Stress distributi on Limit value c/t < Steel S235 S275 S355 S420 S460 S500 S550 S600 S650 S700 1,000 0,924 0,814 0,748 0,715 0,686 0,654 0,626 0,601 0,579 42 1 42 38,8 34,2 31,4 30,0 28,8 27,5 26,3 25,2 24,3 Free edge* Circular hollow section 42 0,67 0,33 62 1 0,75 45,8 42,3 37,2 34,2 32,7 31,4 29,9 28,6 27,5 26,5 0,50 50,3 46,5 40,9 37,6 36,0 34,5 32,9 31,5 30,2 29,1 0,25 55,8 51,6 45,4 41,7 39,9 38,3 36,5 34,9 33,6 32,3 0 62,7 57,9 51,0 46,9 44,8 43,0 41,0 39,2 37,7 36,3-0,25 71,5 66,1 58,2 53,5 51,1 49,0 46,7 44,7 43,0 41,4-0,50 83,2 76,9 67,7 62,2 59,4 57,0 54,4 52,0 50,0 48,2-0,75 99,4 91,9 80,9 74,4 71,1 68,2 65,0 62,2 59,8 57,6-1 124 115 101 92,8 88,6 85,0 81 77,6 74,6 71,8-1,25 156 144 127 117 111 107 102 97,6 93,8 90,4-1,50 190 175 154 142 136 130 124 119 114 110 14 1 14 12,9 11,4 10,5 10,0 9,6 9,2 8,8 8,4 8,1 d/t 90 1 90 83,2 73,3 67,3 64,4 61,7 58,9 56,3 54,1 52,1

Tehtävä 4. b) Oheinen trapetsikotelo hitsataan laipan ja uuman nurkista pienahitsein. Piirrä hitsauksen aiheuttama palkin kaareutuminen alla olevaan sivukuvaan, jos kaikki hitsit ovat a-mitaltaan yhtä suuria ja ne tehdään samanaikaisesti. Perustele lyhyesti tuloksesi (1/5p) Perustelu: c) Voivatko a) kohdan mukaisesti mitoitetut uumat lommahtaa hitsauksen vaikutuksesta? Lyhyt perustelu, mikä lommahtaa ja miksi tai miksi ei mikään (1/5p) cr k 2 E t 2 12(1 ) b 2

Tehtävä 5. a) Mitoita oheisen pyörivän hitsatun akselin halkaisija D siinä olevan hitsausliitoksen väsymisen perusteella. Väsyttävä jännitysvaihtelu syntyy taivutusmomentin vaihtelusta akselin pyörimisen mukaisesti. Tukireaktio F vaihtelee pyöritettävän massan mukaisesti siten, että puolet kuormista aiheuttaa 5 kn ja puolet 10 kn tukireaktion ja etäisyyttä e tulilaakerilta mitoittavaan hitsiin on 50 mm, jonka väsymisluokka FAT = 80 MPa. Laitetta pyörii tasaisesti 2 r/min ja sitä käytetään 8 h päivässä ja käyttöpäiviä on 200 vuodessa ja rakenteelta edellytetään 15 v kestoikää varmuuskertoimella = 1.15 (Huom, myös puristusjännitys aiheuttaa tehollista vaihtelua!) akselin taivutusvastus on W D 32 N f 3 FAT ekv 3 210 6 e = 50 mm väsymismitoittava hitsiliitos F D ekv 3 ( ni N ref 3 i ) d = mm (4/5 p) b) pitääkö akselin halkaisijalle tehdä ns. paksuuskorjauskerroin ja mitä se tarkoittaa? (1/5 p)