Costruzione di macchine

COSTRUZIONE DI MACCHINE

ESEMPIO: REALIZZAZIONE SEGAIA

SCHEMA LOGICO

N = P sen 45° = P/√2

V = P cos 45° = P/√2

M_T = 0

M_F = P/√2 · x

(convezione)

N → P/(g)

V = P cos 45° = P/√2

M_T = 0

M_F = P/√2 · x

(1)

P = 3500 N

(2)

N = P

V = 0

M_F = P · 400

(3)

N = P/√2

V = P/√2

M_F = -P/√2 · x + P400

ricavate

(4)

N = P

V = 0

M_F = -P400

(5)

N = 0

V = P

M_F = -P400 + P · x

x ∈ [0, 400]

N → σ_m = P/A

V → τ = V/A

M_F → σ_F = M_F/W_F

M_T → τ_T

σ ≤ σ_amm / n

[VERIFICA STRUTTURALE]

σ_max     σ_amm

FATTORE DI SICUREZZA (n)

DIFFERE PRINCIPALMENTE DAL MODO DI ROTTURA IPOTIZZATO PER UN ORGANO MECCANICO, QUESTO VIENE CARATTERIZZATO DAL "FATTORE DI SICUREZZA MINIMO".

n = σ_cr / σ_max

- σ_cr, LA SOLLECITAZIONE CRITICA DEL MATERIALE

- σ_max, LA SOLLECITAZIONE DOVUTA AI CARICHI E ALLA GEOMETRIA

- SCELTA DEL MATERIALE

- DEFINZIONE DELLA FORMA-DIMENSIONI

- DISEGNO D'ASSIEME

VERIFICHE:

- EVITARE CEDIMENTI STRUTTURALI (SICUREZZA)

- EVITARE DEFORMI ECCESSIVE

- GARANTIRE AFFIDABILITA E LIMITARE I GUASTI

PROVINO → E, σ_y, UTS, ε%

SCELTA MATERIALE

σ_y ≥ σ_amm

(ESERCIZIO SOLLEVAMENTO CONTENER)

STATI TENSIONALI:

F

asse neutro

(FLessione)

σ_f = M_f / W_f

(TANGENZIALI)

τ = V · Q_x / (I_x · b)

Q_x = A · y

= [b · (c - y)] · [c / 2 = (c - y) / 2]

Q_c = f(y²)

PARABOLICO

I -> τ = 0 e σ max

II -> τ max e σ = 0

III -> τ ? e σ ?

TRAVE -> elemento snello, su cui agisce principalmente FLESSIONE e TORSIONI (taglio trascurabile)

PERNO -> elemento tozzo, taglio e flessione (torsione ?)

ROTTURA DI UN PERNO

"FLESSIONE"

"TAGLIO/TRANCIAMENTO"

σ_F = M_f / W_f < R_m / 2

τ_max ≅ 4/3 · F/2 / A ≤ R_m / 2

ESERCIZIO:

P

L

A

A'

SEZ.

N = 0 e M_T = 0

V = P

M_f = -P · L = -60 kNcm

σ_fA = M_f / W_f = 117,2 MPa

σ_fB = σ_fA · y_B / y_A = 102,7 MPa

τ = P · Q / (I_x · t) = 99,5 MPa

[σ e τ non trascurabili]

CERCHI DI MOHR

C((σ_fB / 2); 0) = (51,5; 0)

R = [(σ_fB / 2)² + τ_sb²]^1/2 = (51,5² + 99,5²)^1/2

σ_I = C + R = 51,5 + R = 159,9 MPa

GEOMETRIA DEI COMPONENTI & TENSIONI

PRINCIPIO DI DE SAINT VENANT

LINEE DI FLUSSO DELLE TENSIONI

CRITERI DI RESISTENZA:

• VON MISES (ENERGIA DI DISTORSIONE U.d)
• TRESCA
• GALILEO

(P.S. TRAVE)

PROPORZIONALITA DI PORTATA NEI PUNTI IN CUI CAMBIA LA GEOMETRIA

IMP

TROVARE SEZIONE PIU SOLLECITATA!

DISTORSIONE DELLE TENSIONI:

TRATTO LINEARE

DATO

VITE

TENSIONI DISTORTE

NO

SI!

(BUCA VUOTA) DI SEZIONE

(SEZIONE RACCORDATA)

KTm = sigma_max / sigma_nom

e

Kto = sigma_max / sigma_ne

(FATTORE DI CONCENTRAZIONE DELLE TENSIONI)

es: LASTRA CON FORO

FORO SCARICO

STAFFA/PERNO

FORO CARICO (PERNO)

EFFETTO RAGGIO DI RACCORDO -> Kt = 1 + 2

PER UN CERCHIO:

sigma = c²/a

se c > 0, Kt > 100

Kt = sigma_max / sigma_m = sigma_max (w - d) / sigma_m w

sigma_m = sigma_n w / (w - d)

(x -> HO COMPRESSIONE)

EFFETTO SCHEMATURA = ABBASSA IL VALORE DEL Kt TRAMITE INTAGLI COME SOLE DI SCHIATO , DI SPINATURE

PROFILO SCANALATO

A TORSIONE

carico di torsione

RUOTA-ALBERO (ASIMMETRICO)

pressione radiale

sigma max

decentramento delle tensioni Kt

e Kp = effetto d'intaglio

Scansionato con CamScanner

INSTABILITA DEI EQUILIBRIO (ASTE COMPRESSE)

"INSTABILITA" -> FENOMENO DI CAMPI DI DEFORMAZIONE CHE PRESENTANO SPOSTAMENTI PER LO PIU NELLA DIREZ. DI MAX COMPRESSIONE

(TRAVE