9. OTPORNOST MATERIJALA A NAPON, DEFORMACIJA Pod dejstvom sila telo može da se kreće, ako je slobodno, ili da se deformiše, ako ne može da “pobegne” od opterećenja. Deformacija je promena oblika ili dimenzija. Promena oblika može biti : skraćenje, izduženje, suženje, klizanje preseka, ugib, nagib, i slično. Deformacije mogu biti: - Privremene – elastične; - Trajne – plastične. Veličina koja opisuje količinu deformacije je dilatacija . Računa se kao: ������ = ∆������, gde su ∆������- veličina promene a ������ - ������ prvobitna dužina. Kao odgovor na opterećenje koje dolazi spolja, u materijalu mašinskih elemenata se javljaju unutrašnje sile. Unutrašnje sile svedene na jedinicu površine je napon. Napon je količnik unutrašnjih sila i površine poprečnog preseka. Napon je vektorska veličina, ima intenzitet, pravac i smer. ���⃗��� ���⃗��� ���⃗��� - opterećenje ���⃗⃗��� ���⃗⃗���- napon ���⃗��� ���⃗���- normalni napon t⃗ - tangencijalni napon Napon i deformacija su povezani tzv. Hukovim dijagramom i Hukovim zakonom. Hukov zakon glasi: napon je proporcionalan deformaciji. Matematički izraz zakona glasi: ������ = ������ ∙ ������, gde je E - koeficijent proporcionalnosti u ovoj linearnoj zavisnosti napona i deformacije i zove se Jungov modul elastičnosti. E zavisi od vrste materijala. Hukov zakon može da se predstavi grafički, kao deo Hukovog dijagrama (pravolinijski deo do tačke P). P - granica proporcionalnosti E - granica elastičnosti M T- granica tečenja S M - zatezna čvrstoća M S - granica loma T T E E P ������������ - napon na granici proporcionalnosti P ������������ - napon na granici elastičnosti ������������- napon na granici tečenja ������������ - zatezna čvrstoća RADNI, DOZVOLJENI I KRITIČNI NAPONI Svaki mašinski deo može da se nađ|e u dva naponska stanja: radno i kritično stanje. Radno stanje odgovara predviđenim radnim uslovima i zavisi od načina dejstva radnog opterećenja (sile F, momenta savijanja Ms, momenta uvijanja Mu). Kritično stanje odgovara granici na kojoj nastaju pojave koje onesposobljavaju deo za ispravan rad. Radne karakteristike ne smeju nikad dostići kritične, jer bi u tom slučaju došlo do nedozvoljenih deformacija ili do loma dela. Zato deo mora biti tako proračunat da uvek postoji, za radne uslove, dovoljna sigurnost od loma ili deformisanja. Radno stanje se opisuje sledećim karakteristikama : - čvrstoća: sposobnost suprotstavljanja razaranju pod dejstvom opterećenja, - krutost: sposobnost suprotstavljanja elastičnim deformacijama, - vibracije: to je pojava periodično promenljivih malih deformacija, - zagrevanje: prekoračenje propisanih temperatura može dovesti do dopunskih opterećenja. Radnom stanju odgovaraju radna opterećenja i naponi, kritičnom stanju kritična opterećenja i naponi. Prostor između radnih i kritičnih napona (karakteristika) se definiše veličinom koja se zove stepen sigurnosti s. ������������������������������č������������ ������������������������������������ ������ = ������������������������������ ������������������������������������ > 1 Pošto radni naponi nikad ne smeju dostići kritične vrednosti, utvrđuje se granica za radne napone - dozvoljeni naponi. Veličina dozvoljenih napona zavisi od kritičnih napona, od vrste naprezanja, vrste i tipa opterećenja . Dozvoljeni naponi se označavaju sa ������������������������, ������������������������. 49
NAPREZANJA Naprezanje je definisano načinom dejstva opterećenja. Osnovne vrste naprezanja su: 1. AKSIJALNO NAPREZANJE (pritisak i zatezanje), izaziva aksijalna sila ���⃗���. ���⃗��� ���⃗��� ���⃗��� ���⃗��� ���⃗��������� = ���⃗��� , ���⃗��������� = ���⃗��� ���⃗��������� ������ ������ 2. SAVIJANJE izazivaju sile koje izazivaju momente (momenti savijanja)i spregovi. ���⃗��������� ���⃗��� ������ ���⃗��������� A ������/2 ���⃗��� AB ⃗���⃗⃗⃗���⃗������ ���⃗⃗⃗⃗���⃗������ ���⃗��������� A B ���⃗��������� = ������������ ������������ - moment savijanja ������������ ������������- aksijalni otporni moment 3.UVIJANJE je naprezanje koje izazivaju spregovi koji deluju u ravni preseka (momenti uvijanja). l ���⃗⃗���⃗������ ���⃗��� ���⃗⃗���⃗������ ���⃗��������� ������������������ ������������ = ������������ ������������ ���⃗��� D Mu - moment uvijanja Wo - polarni otporni moment ���⃗��������� ������������������ 4. SMICANJE je naprezanje koje izaziva poprečna sila F koja deluje u ravni preseka. ���⃗��� ���⃗��� ���⃗��� ���⃗��������� = ������ As ���⃗��� 5. IZVIJANJE je specijalan slučaj aksijalnog naprezanja na pritisak koji se javlja kod tankih i dugačkih štapova je izvijanje 6. SLOŽENA NAPREZANJA - Ako se pri dejstvu opterećenja na telo pojavi dva ili više naponskih stanja, naprezanje je složeno (savijanje silama) 7. KONTAKTNO NAPREZANJE - Kontaktna naprezanja (dodirna naprezanja) nastaju na dodirima površina delova koji se međusobno pritiskaju silom F. 50
10. VEŽBE I GRAFIČKI RADOVI . NA ISPIT KANDIDAT DONOSI URAĐENE SLEDEĆE VEŽBE I GRAFIČKE RADOVE PODATKE POTREBNE ZA IZRADU ZADAJE PREDMETNI NASTAVNIK NA PRVIM KONSULTACIJAMA! ZA ZADAVANJE PODATAKA KANDIDAT TREBA DA PONESE ODŠTAMPAN POSLEDNJI LIST OVE RADNE SVESKE (str. 52) U toku samostalnog rada može se konsultovati predmetni nastavnik! VEŽBA 1: Аnalitički i grafički rešiti zadati sistem sučeljnih sila. Rešenje predstaviti na papiru A4 formata, olovkom. Crtež opremiti standardnom opremom – okvirom i zaglavljem (malo, školsko). Primeniti sva pravila tehničkog crtanja (linije, pismo, razmera). Crtež treba da bude uredan, precizno nacrtan, sa dobro iskorišćenim prostorom za crtanje. VEŽBA 2: Аnalitički i grafički rešiti zadati sistem paralelnih sila. Rešenje predstaviti na papiru A4 formata, olovkom. Crtež opremiti standardnom opremom – okvirom i zaglavljem (malo, školsko). Primeniti sva pravila tehničkog crtanja (linije, pismo, razmera). Crtež treba da bude uredan, precizno nacrtan, sa dobro iskorišćenim prostorom za crtanje. GRAFIČKI RAD BROJ 1: Za složenu ploču i liniju sa slike izračunati položaj težišta. Zadatak uraditi olovkom, na hameru A3. Crtež opremiti standardnom opremom (okvir i osnovno zaglavlje) Podaci za zaglavlje su: naziv – TEŽIŠTA; oznaka – GRAFIČKI RAD 1 Pri izradi zadatka primeniti znanja iz mehanike a pri crtanju pravila tehničkog crtanja (vrste linija, tehničko pismo, razmera, oprema crteža...) GRAFIČKI RAD BROJ 2: Za gredu sa slike izračunati nepoznate reakcije veza i nacrtati statičke dijagrame. Zadatak uraditi olovkom, na hameru A3. Crtež opremiti standardnom opremom (okvir i osnovno zaglavlje) Podaci za zaglavlje su: naziv – GREDA; oznaka – GRAFIČKI RAD 2. RADOVE SPAKOVATI U FASCIKLU I PONETI NA ISPIT. OBAVEZNO PONETI I LIST 52 51
PODACI ZA VEŽBE I GRAFIČKE RADOVE Kandidat : VEŽBA 1: F1 F2 F3 F4 α1 α2 α3 α4 VEŽBA 2: F1 F2 F3 F4 l1 l2 l3 GRAFIČKI RAD BROJ 1: GRAFIČKI RAD BROJ 2: F1= 52 F2=
Search