Styrkeberegning - Høgskolen i Gjøvik
Transcription
Styrkeberegning - Høgskolen i Gjøvik
Høgskolen i Gjøvik KANDIDATNUMMER:_____________ EKSAMEN EMNENAVN: Styrkeberegning EMNENUMMER: TEK2021 EKSAMENSDATO: 8. juni 2015 KLASSE: 13HBIMASA og 12HBIMAS-FA TID: 3 timer: KL 09.00 - KL 12.00 EMNEANSVARLIG: Henning Johansen ANTALL SIDER UTLEVERT: 3 TILLATTE HJELPEMIDLER: ▪ Lærebok (Konstruksjonselementer; Dahlvig/Christensen/Strømsnes) ▪ Kompendium m/egne notater og merknader (Konstruksjonsprinsipper, Styrkeberegning grunnlag, Skrueforbindelser, Sveisbare konstruksjonsstål, Korrosjonsbestandige stål, Sveiseforbindelser – statisk, Sveiseforbindelser – dynamisk, Press- og krympeforbindelser, Aluminium, Magnesium, Titan, Transmisjoner, Aksler og Lager) ▪ Tabeller ▪ Kalkulator ▪ Skrive- og tegnesaker INNFØRING MED PENN, evt. trykkblyant som gir gjennomslag. Ved innlevering skilles hvit og gul besvarelse og legges i hvert sitt omslag. Oppgavetekst, kladd og blå kopi beholder kandidaten. Husk kandidatnummer på alle ark. eksamen NB! STYRKEBEREGNING 8. juni 2015 Alle deloppgavene a), b), c), d) teller like mye NB! OPPGAVE 1 Figur 1 viser en trykkbeholder for gass. I beholderen er det et overtrykk på 20bar. Skruene har metriske grovgjenger. Mellom gjengepartiene er de dreid ned til kjernediameteren. Forspenningskraften i en skrue settes til 1,4 ganger kraften i skrue pga. trykk i beholder. Skruens forlengelse antas å være 3 ganger sammentrykningen av de trykkbelastede Figur 1 delene. Friksjonskoeffisienten er 0,15 overalt. Tillatt spenning i skrue er 400N/mm2. 1a Tegn skruediagram for dette tilfellet. Bestem total skruekraft fra diagrammet. 1b Bestem skruedimensjonen ut fra maksimal strekkbelastning i skrue. Se bort fra vridning i skruene ved disse beregningene. 1c Kontroller spenningen i skrue under tiltrekking. OPPGAVE 2 Figur 2 viser en aksel som er opplagret ved A og B. Ved C og D har den tannhjul. Akselen roterer med et turtall på 120o/min og det overføres en konstant effekt på 22kW mellom tannhjulene. Akselen er av stål med flytegrense 300N/mm2. Akselen er utsatt for kjervvirkning og pulserende vridning. Figur 2 2a Hvor stort vridemoment skal overføres? Hvor store er periferikreftene på de to tannhjulene? 2b Beregn de største bøyemomentene i aksel og tegn bøyemomentdiagram. 2c Beregn minste tillatte akseldiameter. Høgskolen i Gjøvik side 2 eksamen STYRKEBEREGNING 8. juni 2015 OPPGAVE 3 Figur 3 viser et stålrør med godstykkelse 8mm som er bøyd i 90o vinkel. En stålhylse er presset på rørets nedre ende. Hylsen er sveiset til en fundamentplate. Normalkrefter som for eksempel tyngde, overføres fra rør og direkte til fundament. All annen kraftoverføring går fra rør gjennom hylse og deretter gjennom sveis til fundament. Materiale i rør og hylse er S235. Røret belastes ved A med kreftene FH = 4kN og FV =3kN. Pasning hylse/rør er S7/h6 som gir minste innvendige diameter på hylse 79,922mm. Profildybden Ha og Hr settes til 1/8 av toleransegraden (IT). Det forutsettes at flatetrykket er jevnt fordelt. Friksjonskoeffisenten mellom delene er 0,15. Du kan her se bort fra skjærkrefter ved bøying. Figur 3 3a Tegn pasningsdiagram for den gitte pasningen og beregn effektivt pressmonn for overføring av vridemoment i denne forbindelsen. 3b Hvor stort vridemoment kan overføres med den gitte pasningen? Er denne pasningen tilstrekkelig til å hindre bevegelse mellom delene? 3c Hvilke type spenninger oppstår i sveisen? Beregn disse spenningene. 3d Bestem jevnførende spenning i sveisen og foreta en kontroll. lykke til 18.05.2015 Henning Johansen Høgskolen i Gjøvik side 3