Làm sao tính sức bền trong trường hợp này

  • Thread starter mabu085
  • Ngày mở chủ đề
M

mabu085

Author
Nhờ các bác hướng dẫn, làm sao tìm được lực hay momen tác động lên bu lông và mối hàn trong trường hợp này :39:



Cám ơn các anh chị trên diễn đàn nhiều :71:
 
Ðề: Làm sao tính sức bền trong trường hợp này

Oạch,
Vụ này bác mang lên trường đại học thì cần nhiều giờ giảng và tính toán mới xong. Vì trông hàn lâm lắm.
Tôi mờ hàng cho bác bằng vài suy nghĩ ấu trĩ, sau đó anh em diễn đàn sẽ hoàn thiện cho bác.
Để tính độ bền của "hệ thống" mà bác thiết kế thì tôi bắt đầu bằng công thức sau đây:

P = M/W khi P: Áp lực bẻ, M: Moment bẻ, W: Moment cản theo chiều dọc (axial)
Qua rất nhiều hàn lâm viện thì có một công thức kế tiếp sau đây dùng cho vật bị bẻ như hình vẽ với thiết diện hình chữ nhật:
W = b.h²/6 khi b: chiều ngang thiết diện chữ nhật, h: chiều cao
Như vậy:
Pbẻ = Mbẻ/W = 6F.l/bh²
Áp lực bẻ này cần phải nhỏ hơn mọi "nội lực" mà hệ thống của bác có thể sinh ra
Pbẻ < P nội lực
Thực ra thì lực F bác phải biết, khi bác muốn tính cái gọi là "sức bền", chứ một lúc không tính cả 2 cái được. VD khi bác ngồi lên thì F = trọng lượng của bác x 9.81...
P nội lực thì bác phải biết:
- Rm, Re của mối hàn: VD dựa vào bao bì của que hàn thì bác biết Re=355-500N/mm², Rm=440-720N/mm²
- Dựa vào mấy cái ký hiệu trên đầu Bulông thì bác cũng biết được mấy đại lượng này.
- Còn cái cọc gỗ nữa, cái này cũng tính được, nhưng chẳng biết bác làm bằng gỗ gì (lim, hay xoan...)
Thế thôi bác nhỉ, độ bền là như thế, có lẽ nghe bác hỏi người ta chẳng hiểu bác muốn cái gì, nên không ai trả lời.
Hy vọng giúp được bác đôi chút.

P:S: Còn một cái tôi có ý dành cho bác là lực bẻ tác động lên cái vành bắt Bulông. Nó có thể bị bửa ra nếu bác dùng mấy miếng sắt tây quá yếu. Bác thử tính toán xem thế nào...
 
Last edited:

TYA

Well-Known Member
Ðề: Làm sao tính sức bền trong trường hợp này

Tốt nhất thì cậu tính với Cosmos hoặc SW (SW bản cũ 2004 không tính chính xác cho cơ cấu này - đúng hơn là nó không hỗ trợ assy va các mate, các vấn đề ma sát).

SW hiện nay chắc chắn tính được vấn đề này (niềm tin thôi, tôi không có SW đời cao).

Vấn đề là tính tay nhỉ ? Và ở đây tôi hiểu là bạn cần giải quyết vấn đề thực tế ( là tìm đk bulong hợp lý..., hoặc kiểm sức bền mối hàn và cơ cấu nói chung) => vậy ko thiên về lý luận hàn lâm nhé, miễn sao ra đáp án là được.

Sẽ thiên về thực tế hơn.

Hãy phân tích cơ cấu :



- Lực F bẻ thanh xà dài L. Tại mối hàn xuất hiện mômen và lực F
- Lực F tại mối hàn làm cơ cấu đỡ muốn tuột xuống thấp. Do đó bulong phải xiết đủ lực sao cho ma sát tại má vuông và cột đủ lớn giữ vững cơ cấu
Ta gọi lực xiết này là lực xiết ban đầu
- Bulong chịu lực cắt (cơ cấu bạn vẽ hai tấm ghép bulong ko hợp lý - ko ai để khe hở lớn thế cả. Sorry là hình minh họa của tớ cũng ... tệ !!)

Ngoài ra cần cân nhắc lực F thực tế sẽ lệch , nghiêng bao nhiêu độ với phương thẳng đứng (vì chuyển vị ngang của thanh xà) và cân nhắc có dùng thép định hình - vd thép I

Trình tự tính :
1/ Tính lực xiết ban đầu -> kiểm tra hs an toàn kéo
2/ Tính kiểm tra hs an toàn cho mối hàn (điểm A ) dưới tác động của mômen
3/ Tính lực cắt bulong để kiểm tra hs an toàn ứng dưới lực cắt
Ở bước 3 , hãy dựa trên lược đồ như hình vẽ (có 1 tiếp điểm quy thành gối đỡ)



Chú thích : Khi kích thước e trên minh họa tương đối lớn so với L (e/L), bài toán sẽ dùng lược đồ khác !

Tính xong hãy chọn đường kính bulong (hay chọn bulong có ứng suất cao hơn) 1.1 lần là yên tâm
 
Last edited:

paven8880

Active Member
Ðề: Làm sao tính sức bền trong trường hợp này

Vấn đề là bạn sơ đồ hóa được thôi!
Bạn tách thành 2 phần để kiểm nghiệm bền.
_Với phần thanh chịu lực: ta coi như thanh công xôn chịu ngàm cứng 1 đầu! như vậy mômen tại ngàm là M = FxL. hỏng do lực F di dời về vị trí ngàm là không đáng kể mà ta chỉ kể đến thành phần mô men này thôi!
_ phần các bu lông chịu lực, mình nghĩ không cần thiết phải kể them lực siết để có ma sát thắng đc tác dụng gây đi xuông như TYA nói! Các bạn có thể thấy cơ cấu trên có tính tự hãm tốt! chỉ cần các cơ cấu đủ bền + siết nhẹ đai ốc thì dù F có lớn đến đâu thì đồng thời cũng tăng phản lực ở vị trí tì do vạy tăg ma sát -> tự hãm!
ở đây ta thấy rằng 2 đai ốc ở phía trên chịu lực lớn hơn! ta kiểm nghiệm bền cho 2 đai ốc nay là OK!
Di dời lực F ta được 1 mô men M. để cân bằng sẽ có 1 lực là F2 trên tác động vào bu lông
F2 = (M/2)/cánh tay đòn e.
nếu thực tế chọn bu lông tiêu chuẩn to hơn tính toán là OK!
 
M

mabu085

Author
Ðề: Làm sao tính sức bền trong trường hợp này

Cám ơn các anh chị rất nhiều :4:
 

TYA

Well-Known Member
Ðề: Làm sao tính sức bền trong trường hợp này

Vấn đề là bạn sơ đồ hóa được thôi!
Bạn tách thành 2 phần để kiểm nghiệm bền................

_ phần các bu lông chịu lực, mình nghĩ không cần thiết phải kể them lực siết để có ma sát thắng đc tác dụng gây đi xuông như TYA nói! Các bạn có thể thấy cơ cấu trên có tính tự hãm tốt! chỉ cần các cơ cấu đủ bền + siết nhẹ đai ốc thì dù F có lớn đến đâu thì đồng thời cũng tăng phản lực ở vị trí tì do vạy tăg ma sát -> tự hãm!..................

Thank Paven

Xong không phải là tớ không chú ý tính tự hãm. Cũng như đã "dạo" trước là , vấn đề thực tế hơn là lý luận -> nghĩa là ta phải đảm bảo kết quả.

Trừ khi tính ra M10 mà lại dùng M18 thì đó là vấn đề lớn ! Còn chuyện tính thật chuẩn ra M10 hay M9 mà ta cứ quả quyết được đáp án " LÀ M12" , vẫn tốt phải không ?

Quay lại vấn đề. Ta dễ hình dung một cơ cấu trên, ở trạng thái "oặt ẹo" hay rơ rão một chút thôi,hoặc mặt cột có nhám tương đối....thì tính tự hãm rất tốt !!

Song , đây là một cơ cấu chịu tải, chưa rõ nó là thanh gạt, cần cẩu hay thang máy gì đó... nhưng chắc chắn
người ta muốn chế tạo chính xác, lắp chặt khít. Việc thân cột có độ nhám thế nào cũng không cho trước, kích thước cũng chỉ là tương quan giữa các bộ phận (nó quyết định tự khả năng tự hãm)

Vậy việc tính toán lực siết ban đầu là cần thiết. Có điều nếu tính đến khả năng tự hãm ( mặc dù nó có thể không đủ hãm) thì chuẩn hơn (cũng là ra một đường kính bulong nhỏ hơn). Nhưng sẽ làm vấn đề rắc rối hơn. Kết quả thực là a < kết quả lược đồ hóa là b < kết quả chọn là c là được mà.

Hãy nhớ cuối cùng là hãy tính theo chiều hướng dư, dự phòng, không làm ngược lại.

=========
Lạm bàn. Thực tế các kĩ sư giao thông hoặc xây dựng, họ hay dùng pm SAP để tính toán cơ cầu thanh, dàn...

Đôi khi họ thấy SAP tính ra kết quả không đủ bền của một hệ dầm, khung (vd hs an toàn = 0.94) họ mạnh dạn khẳng định và làm ?

Lý do là trong việc mô hình hóa, các mút được gán là liên kết thanh cho đơn giản. Trên thực tế các khâu lắp bulong luôn có ma sát và hỗ trợ được 1 phần mômen, trở thành 1 trạng thái hệ siêu tĩnh vậy... và độ an toàn của cơ hệ sẽ tăng lên !
 
Last edited:
Ðề: Làm sao tính sức bền trong trường hợp này

em sửa lại hình của anh TYA một chút
 
Ðề: Làm sao tính sức bền trong trường hợp này

Sao, bác mabu085 có hiểu gì không mà cám ơn rối rít như thế.
Theo hình vẽ của bác thì nên gợi ý bác thêm thế này.
Khi tất cả cơ cấu được thiết kế bằng 1 loại vật liệu (như làm cầu chẳng hạn) thì có lẽ đơn giản hơn.
Đằng này...
Mỗi đoạn 1 màu có nghĩa là mổi đoạn là một loại vật liệu khác và chúng gắn với nhau.
Làm sao để chúng đứng vững?
Những câu hỏi cụ thể sau đây bác phải trả lời được:
-Lực F có hướng từ trên xuống có độ lớn thế nào?
-Thanh màu đen hình chữ nhật không thể coi nó như một đường thẳng được, hãy để ý công thức P=6Fl/bh² có nghĩa là trước một lực nhất định thì Áp lực bẻ tỉ lệ thuận với chiều dài, tỷ lệ nghịch với chiều ngang và tỷ lệ nghịch với hệ bình phương của chiều cao... Có nghĩa là thiết diện chữ nhật đó càng cao thì càng vững chắc đó... Các nghệ sĩ Karate chỉ dám dùng tay chặt ngang cái hòn ngói hay cái ghế thứ chưa ai dám chặt dọc đâu.
-Thanh này làm bằng gì? Có Re, Rm, bằng bao nhiêu? Nói về sức bền vật liệu mà bác không biết 2 đại lượng này có nghĩa là bác chưa học sức bền vật liệu. Liệu thanh này có vỡ tung trứoc lực F?
-Mối hàn của bác được hàn bằng phương pháp hàn gì? Áp lực của mối hàn ra sao? Nó có chịu được ông bạn F?
-Rồi đến cái đai để bắt Bulông có thiết diện thế nào, lực F tác dụng lên nó ra sao, nó được làm bằng gì?
-Với 4 ông bạn Bulông, lực F tác dụng lên chúng như thế nào? Cả Radial và Axial!
Tôi giải thích qua cho bác thế này:
Trên nắp máy của chiếc BMW của tôi có nhiều Bulông, những Bulông này giữ để cho cái nắp máy khỏi bay lên không khi máy nổ... như vậy những Bulông này chịu lực dọc (Axial). Trên vành mặt của một bộ ly hợp có 12 cái Bulông để xiết nó với một mặt trục thì những Bulông này lại chịu lực ngang (Radial).
Vậy 4 cái Bulông của bác chịu lực gì? và bằng bao nhiêu? Để rồi muốn tính độ lớn của Bulông thì bác phải ứng chiếu nó với áp lực vật liệu của Bulông, lực vặn ốc hãm... và cuối cùng thì bác có cái đường kính của Bulông đó. Nói đến đây tôi nghĩa bác sẽ biết cần phải làm gì và khi bác cần công thức tính thiết diện Bulông để rồi tra bảng xem dùng loại Bulông gì to nhỏ ra sao thì tôi sẽ cung cấp cho bác.
-Rồi cái ông bạn gỗ nữa... Người Hoa rất thông minh khi làm dàn giáo toàn bằng tre, trúc buộc lạt để sửa những cao ốc tới hàng trăm tầng, mà có khi chẳng cần phải tính toán...

Như vậy để bác tham khảo thôi... Sức bền không bằng bền sức, cứ thử, hỏng keo này ta bày keo khác...
 
Top