Обучение и техническая поддержка для проектировщика на Prof-il.ru

расчет стального круга (прутка)

Вы здесь:

оглавление//

СТАТЬИ //

ВСЕ ОБО ВСЕМ //

РАСЧЕТ Стального прутка

Расчет стального круга (прутка)

Расчет стального круга (прутка)

Расчет стального прутка (статья дана для сведения):

 

Стальной круг - это прут, изготовленный горячекатаным способом и  имеющий круглое поперечное сечение без полой области внутри.

 

Стальные круги изготавливаются из стали высокого качества, поэтому они устойчивы к коррозии, влиянию агрессивных веществ, неблагоприятных погодных условий и имеют большой срок эксплуатации.

 

Его применяют в строительстве для армирования материалов, возведения ограждений, в автомобилестроении для деталей и узлов автомобилей, в космической промышленности, а также для производства труб и технических изделий: шпилек, болтов, мелких шаров.

 

Материал прутка Ст3. Диаметр возьмем например 10 мм. Нагрузка 790 кг.

 

Сталь марки Ст3 предназначена для изготовления горячекатаного проката –сортового, фасонного, толстолистового, тонколистового, а также труб, поковок и штамповок, лент, проволки, метизов.

 

ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества.

 

Буквы "Ст" обозначают сталь, цифры - условный номер марки стали в зависимости от химического состава (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 всего семь), буква Г (если она присутствует в маркировке) - марганец при его массовой доле в стали 0,8% и более, буквы кп, пс, сп - степень раскисления стали, кп - кипящая, пс - полуспокойная, сп - спокойная.

 

Раскисление стали - процесс удаления из жидкой стали, находящегося в ней кислорода.

 

ГОСТ 380-2005 не предусматривает обозначение стали Ст3 в виде «Ст3» – без букв «кп», «пс» и «сп». Этот стандарт определяет марки стали Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, а также их модификации с повышенным содержанием марганца – Ст3Гсп и Ст3Гпс.

 

Согласно ГОСТ 535-2005 "Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия (данные взял из таблицы 2), смотри таблицу 1 ниже

Предел текучести

Таблица 1 - марка стали и предел текучести

 

Сталь Ст3кп применяют в основном для второстепенных и малонагруженных элементов сварных элементов и не сварных конструкций, работающих в интервале температур от минус 10 до 40 °С.

 

Стали Ст3пс и Ст3сп применяют в более ответственных случаях, например, для несущих и ненесущих элементов сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах.

 

Из сталей Ст3Гпс и Ст3Гсп изготавливают фасонный и листовой прокат толщиной до 36 мм для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках в интервале от -40 до + 45 °С, а также для несущих элементов сварных конструкций, работающих при температуре от -40 до +45 °С.

 

[τср] - допустимое напряжение на срез = (0,4-0,6)*Gт, по литературе Биргер И.А., Шарр Б.Ф. "Расчет на прочность деталей".

 

1) [τср] = (0,4-0,6)*Gт = 0,4*245 (для стали Ст3сп) =98МПа/9,8=10 кгc/мм2. (худший вариант)

 

2) [τср] = (0,4-0,6)*Gт = 0,5*245 (для стали Ст3сп) =122,5МПа/9,8=12,5 кгc/мм2.

 

для 1) τср=Р / (П*d2/4) = 790 кг*4 / 3,14*10*10 = 10 < 10 кгc/мм2, условие выполняется

 

для 2) τср=Р / (П*d2/4) = 980 кг*4 / 3,14*10*10 = 12,48 < 12,5 кгc/мм2, условие выполняется

 

ВЫВОД: 790 кг. это максимальная нагрузка на стальной пруток 10мм. на срез при варианте 1

 

и 980 кг. при варианте 2.

 

Рассмотрим вариант сделанный в расчетной программе

 

Согласно отраслевого стандарта "Металлы. Методы испытания на срез. ОСТ 1.90148-74"

 

Сопротивление срезу (tср (тау среза) определяют с точностью до 0,1 кгс/мм2 по формулам:

 

Данный отраслевой стандарт будет использовать для расчета в программе.

Испытания на двойной срез

Формулы для определения сопротивления среза

 

Минимальная длина отрезков проволоки, заклепок, болтов и специальных образцов, предназначенных для испытания на двойной срез, должна соответствовать длине, указанной в таблице 2, а предназначенных для испытания на одинарный срез - в таблице 3.

Таблица 2 и 3

 

Берем данные по таблице 3 для одинарного среза, получаем:

 

диаметр до 12 (у нас 10мм.), минимальная длина отрезка 16 мм., толщина ножа 8мм.

 

Результат для первого варианта:

                               Рисунок 2                                       Рисунок 3

 

Нагрузка 790 кг, напряжение 253 МПа, смещение 0,004 мм.

 

Нагрузка 780 кг, напряжение 249 МПа

 

Нагрузка 770 кг, напряжение 247 МПа

 

Нагрузка 755 кг, напряжение 234 МПа, условие выполняется 234 < 235МПа согласно СП 16.13330.2017 "Стальные конструкции", таблица В5, стр 109 "Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе фасонного проката", Ry=235 Н/мм^2 (расчетное сопротивление проката для стали С245, толщина проката от 4 - до 20 мм. включительно)

 

Статья дана для сведения

 

Рисунок 4

Геометрические моменты инерции круглого сплошного сечения

 

С - центр тяжести плоских сечений

D - диаметр круга

X и Y - оси

Jx=Jy - осевые моменты инерции сечения

 

Jx=Jy=(ПD^4)/64; Jx=Jy=0,05d^4

 

Например: Jx=Jy=(ПD^4)/64 = (3,14*3^4см) /64 = = 5184 см^4

где 3,14 - математическая константа

3см - диаметр круга

 

А=ПD^2/4 - площадь сечения

 

Jp=ПD^4/32 - полярный момент инерции сечения

 

Оси, проходящие через центр тяжести плоской фигуры, называют центральными осями.

 

Момент мнерции относительно центральной оси называется центральным моментом инерции.

 

Чем больше момент инерции, тем медленнее тело раскручивается под воздействием углового усилия.

Рис.5 Плоскость фигуры

 

Обозначение:

Ф - фигура

A - площадь фигуры, м^2 (не может быть отрицательной; может быть равна нулю, либо больше нуля)

С - центр тяжести плоской фигуры

Ось Х и ось Y

dA - площадь бесконечно малой выделенной площадки

S - интеграл всей площади фигуры Ф бесконечно малых площадок

Sm   - статический момент относительной оси X или Y

Yc и Xc - координаты центра тяжести пластинки (фигуры)

р (ро) - расстояние от центра площадки до начала координат О

Рис.6 Полярный момент инерции Jр

 

Полярный момент инерции Jр, это вращение "фигуры (например пластинки)" вокруг оси проходящей через центр О координат перпендикулярно этой фигуре. Расположение оси неважно. Если у нас плоскость в системе координат ХУ, то ось Z будет перпендикулярна этой плоскости.

Осевой момент инерции Jх фигуры относительно оси Х, это сумма площадей элементарных площадок умноженное на квадрат расстояния до соответствующей оси.

Обучение и техническая поддержка для проектировщика на Prof-il.ru

оглавление

раздел статьи

раздел случайные записи

контакты

Получите помощь от экспертов по

интересующим вас вопросам

Задайте вопрос

Свяжитесь с нами

Перейти

^ наверх

При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник: http://prof-il.ru