METALNE KONSTRUKCIJE I -...

Prezentacije za predavanja iz kolegija METALNE KONSTRUKCIJE 1 Prezentacije za predavanja iz kolegija METALNE KONSTRUKCIJE 1 -- 00

METALNE KONSTRUKCIJE IMETALNE KONSTRUKCIJE I

PRIKLJUPRIKLJUČČCI CI

mr.sc. Jurko mr.sc. Jurko ZovkiZovkićć

POTREBA ZA POTREBA ZA POSTOJANJEMPOSTOJANJEMSPOJEVASPOJEVA

PROJEKTIRANJE SPOJEVAPROJEKTIRANJE SPOJEVA2/402/40

TIPOVITIPOVI SPOJEVA U KONSTRUKCIJAMA

B AA

C

D

A

A

A

D

C

A

D

•• RADIONIRADIONIČČKI I MONTAKI I MONTAŽŽNI SPOJEVINI SPOJEVI

PROJEKTIRANJE SPOJEVAPROJEKTIRANJE SPOJEVA3/403/40

•• EKONOMSKO ZNAEKONOMSKO ZNAČČENJEENJE

• količina utrošenog materijala • jednostavnost izrade spojeva

•• TEHNITEHNIČČKO ZNAKO ZNAČČENJEENJE

• usklađivanje globalnog proračuna s lokalnim ponašanjem u spojevima

• utjecaj vrste spoja na raspodjelu reznih sila

PROJEKTIRANJE SPOJEVAPROJEKTIRANJE SPOJEVA

ZNAZNAČČAJAJ SPOJEVA U KONSTRUKCIJAMA

4/404/40

•• PRENIJETI DJELOVANJAPRENIJETI DJELOVANJA IZMEĐU SPOJENIH ELEMENATA

• OSIGURATI ODGOVARAJUĆU ROTACIJUROTACIJU IZMEĐU SPOJENIH ELEMENATA


ZADATAK PRIKLJUZADATAK PRIKLJUČČAKA (SPOJEVA)AKA (SPOJEVA)

φ

M

rotacija čvora

rotacija spoja

5/405/40

1.1. ČČVRSTOVRSTOĆĆAA

2.2. KRUTOSTKRUTOST

3.3. DEFORMABIDEFORMABILNOSTLNOST


OSNOVNA SVOJSTVA PRIKLJUOSNOVNA SVOJSTVA PRIKLJUČČAKA AKA

• ANALOGIJA S PONAŠANJEM ELEMENATA

• mogućnost preuzimanja i prijenosa momenata i sila

• imati odgovarajući nagib krivuljenagib krivulje M - Ø

• posjedovati odgovarajući rotacijski kapacitet rotacijski kapacitet

6/406/40

MM-- φφ OVISNOST ZA SPOJEVEOVISNOST ZA SPOJEVE

ϕ - RELATIVNI ZAOKRETRELATIVNI ZAOKRET između grede i stupa

φ

Mj

j,ini

M

0 φrotacija

mom

ent s

avija

nja

0 rotacija

ELEMENT PRIKLJUČAK

S


• KLASIFIKACIJA SPOJEVA ovisno o obliku dijagrama

7/407/40

• tradicionalno

•• ZGLOBNIZGLOBNI PRIKLJUČCI

•• UPETIUPETI PRIKLJUPRIKLJUČČCICI

• rotacijsko ponašanje STVARNIH PRIKLJUČAKA nalazi se IZMEĐUIZMEĐU ova dva ideala


MODELIRANJE PRIKLJUMODELIRANJE PRIKLJUČČAKAAKA

Priključak

Spoj

Jednostrani vijčani priključak

Desni priključak

Desni spoj

Dvostrani zavareni priključak

Lijevi priključak

Lijevi spoj

8/408/40

Mb Mb2 Mb1

•• SVAKI DIO PRIKLJUSVAKI DIO PRIKLJUČČKAKA ima svoju SPOSOBNOST ROTACIJE, a međusobno su spojeni u SERIJSKI SUSTAV

JEDNOSTRANI PRIKLJUČAK DVOSTRANI PRIKLJUČAK


DEFORMABILNOST PRIKLJUDEFORMABILNOST PRIKLJUČČAKAAKA

9/409/40


DEFORMABILNOST PRIKLJUDEFORMABILNOST PRIKLJUČČAKAAKA

10/4010/40


MM-- φφ OVISNOST ZA OVISNOST ZA PRIKLJUPRIKLJUČČAKAK

11/4011/40

• ŠESTEROKUTNA GLAVA VIJKA• CILINDRIČNO TIJELO VIJKA S NAVOJEM• ŠESTEROKUTNA MATICA S NAVOJEM• PODLOŽNA PLOČICA KRUŽNOG ILI KVADRATNOG OBLIKA

• NAZIVNA MJERA vijka : debljina tijela vijka na mjestu navoja (d)• OZNAKA VIJKA M d x l• najčešći vijci s desnim navojem • najvažniji dio je TIJELO VIJKA

VIJVIJČČANI SPOJEVIANI SPOJEVI


30o

r

d

llg b

e

s

do

k

B

12/4012/40

• PREMA TOČNOSTI IZRADE TIJELA VIJKAdo – d ≥1.0 mmdo – d ≤ 0.3 mm

• PREMA KLASI ČVRSTOĆE VIJKA 4.6 , 4.8 , 5.6 , 5.8 , 8.8 , 10.9

• OBZIROM NA PRETEŽITO OPTEREĆENJEvijci opterećeni na POSMIK (kategorije A, B, C)vijci opterećeni na VLAK (kategorije D, E)

• SPECIJALNE VRSTE VIJAKA vijci s unutarnjom šesterokutnom glavom (tzv.”imbus”), vijci s upuštenom glavom, vijci bez matice, konusni vijci


VRSTE VIJAKAVRSTE VIJAKA

13/4013/40

FUNKCIONIRANJE VEZE OSTVARENE VIJCIMAFUNKCIONIRANJE VEZE OSTVARENE VIJCIMA

• DISKONTINUIRANO povezivanje elemenata

• RAVNOTEŽA naprezanjem vijaka naPRITISAK PO OMOTAČU RUPE

• POSREDNO i POSMIK u ravninama spoja

VIJVIJČČANI SPOJEVIANI SPOJEVI14/4014/40


N

N12

N12

Posmična naprezanja

Stvarni pritisak po omotaču rupe

deformacija vijka

d

stvarno naprezanjeračunsko naprezanje

računskonaprezanje

FUNKCIONIRANJE VEZE OSTVARENE VIJCIMAFUNKCIONIRANJE VEZE OSTVARENE VIJCIMA

15/4015/40

• VIJCI OPTEREĆENI NA POSMIK• VIJCI OPTEREĆENI NA VLAK• VIJCI ISTOVREMENO OPTEREĆENI NA POSMIK I VLAK


MV

Vijci opterećeni na vlak i posmikVijci opterećeni na posmik

V

NN

Vijci opterećeni na vlak

PRORAPRORAČČUN VIJUN VIJČČANIH SPOJEVAANIH SPOJEVA

16/4016/40

vijkanavojaunutarnijekojipresjekzaAf

F

iklaseAfF

iklaseAf

F

Mb

subRdv

Mb

subRdv

Mb

subRdv

γ

γ

γ

⋅⋅=

⋅⋅=

⋅⋅=

6.0

9.108.6,8.5,8.45.0

8.86.5,6.46.0

,

,

,

Mb

uRdb

tdfF

γα ⋅⋅⋅⋅

=5.2

,

• VIJCI OPTEREĆENI NA POSMIK :

⎭⎬⎫

≤

≤

RdbSdv

RdvSdv

FFFF

,,

,,MJERODAVNA MANJA VRIJEDNOST

- RAČUNSKE OTPORNOST NA POSMIK PO JEDNOM PRESJEKU:

- RAČUNSKA OTPORNOST NA PRITISAK PO OMOTAČU RUPE :



17/4017/40


• VIJCI OPTEREĆENI NA VLAK


14.1 ,

,

,

, ≤⋅

+Rdt

Sdt

Rdv

Sdv

FF

FF

Mb

subRdt

AfF

γ⋅⋅

=9.0

,

RdtSdt FF ,, ≤

• VIJCI ISTODOBNO OPTEREĆENI NA POSMIK I VLAK

- RAČUNSKA OTPORNOST NA VLAK JEDNOG VIJKA:

• TABLIČNI PRIKAZ VRIJEDNOSTI OTPORNOSTI VIJAKA !

18/4018/40

15

15

15

15

19

19

19

19

28

28

28

28

31

31

31

31

M 12 M 14 M 16 M 18 M 20 M 22 M 24 M 27 M 31

4.6 4.8 5.6 5.8

MONTAŽNIVIJAK

MONTAŽNARUPA I VIJAK

KLASAČVRSTOĆE

10.9

• TEHNIČKA DOKUMENTACIJA:vrsta navoja, promjer vijka, dužina navoja, klasačvrstoće i standard po kojem je vijak izrađen

• POSEBNE OZNAKE za različite vrste vijaka:


OZNAOZNAČČAVANJE VIJAKA NA CRTEAVANJE VIJAKA NA CRTEŽŽIMAIMA19/4019/40

PRIMJER KORIŠTENJA OZNAKA VIJAKA

3

1

2

2PRESJEK 1 - 1

PRESJEK 2 - 2

440

8080

280

4545

5 x

70 =

350

2 2

2

1

1

70 701602

32 300x12x440

30040 40404070 70

1

100

100

3 210x28x840

4x80=320 4x80=320840

5050 50 50

5050

1 110

4545

2

M 20 x l 4.6 obrađn s d =21 mm1

M 24 x l 4.6 obrađn s d =25 mm1

VIJVIJČČANI SPOJEVIANI SPOJEVI20/4020/40

ZAVARENI SPOJEVIZAVARENI SPOJEVI

• ZAVARIVANJE – fizičko i kemijsko spajanje osnovnog i dodatnog materijala uz pomoć visoke temperature

•• ZAVARZAVAR - materijalizirano mjesto spajanja

• “ŽLIJEB” za zadržavanje i pravilnu raspodjelu rastopa u spoju

• izvođenje veze s JEDNIM ILI VIŠE SLOJEVA zavara

rastop

rastoposnovni materijal

rastopljena obloga

plinska zaštita

obloga elektrodečelična žica

zavaršljaka

21/4021/40

• prvi pokušaji topljenja metala za izvedbu spoja u 18. i 19. stoljeću pri spajanju tračnica

• 1881.g., Francuska: ostvarenja spoja elektrolučnimzavarivanjem netopljivom grafitnom elektrodom – zavari krti i tvrdi

• 1889.g., Rusija: topljiva elektroda,• 1908.g., Švedska: obložena elektroda,• 1929.g., postupak zavarivanja pod zaštitnim prahom


POJAVA ZAVARIVANJA

22/4022/40


• MATERIJALNI KONTINUITET S PRAVILNOM RASPODJELOM SILA

• MOGUĆNOST OSTVARIVANJA KRUTIH VEZA

• SMANJENJE UKUPNE TEŽINE KONSTRUKCIJE

• OSTVARIVANJE NEPROPUSNIH SPOJEVA

• VELIKE MOGUĆNOSTI KONSTRUKCIJSKOG OBLIKOVANJA

• NEMA OSLABLJENJA ELEMENATA RUPAMA za spojna sredstva

PREDNOSTI TEHNOLOGIJE ZAVARIVANJA

23/4023/40

• POTREBA ZA KVALIFICIRANOM RADNOM SNAGOM

• NUŽAN PROCES STALNE KONTROLE KVALITETE U RADIONICI I NA GRADILIŠTU

• ZAHTJEVI U POGLEDU KLIMATSKIH UVJETA PRI ZAVARIVANJU NA GRADILIŠTU (MIN. 0OC)

• POVEĆANA OSJETLJIVOST NA DJELOVANJE POŽARA


NEDOSTACI TEHNOLOGIJE ZAVARIVANJA

24/4024/40

• ZAVARI U UVALI (KUTNI ZAVARI); preklopni, križni, K- zavar• SUČELNI ZAVARI• ZAVARI U RUPAMA• ZAVARI U PROREZU• ZAVARI U ŽLIJEBU

ZAVARI U UVALI

Kutni spoj Preklopni spoj

SUČELNI ZAVARI

V - zavar

X - zavar

U - zavar

dvostruki U - zavar

Sučelni spojevi

1/2 V - zavar

dvostruki 1/2 V - zavar

J - zavar

dvostruki J - zavar

Kutni spojevi

Sučelni zavari s potpunom penetracijom


PODJELA ZAVARENIH SPOJEVAPODJELA ZAVARENIH SPOJEVA

• OBZIROM NA MEĐUSOBNI POLOŽAJ ELEMENATA KOJI SE ZAVARUJU:

25/4025/40

Sučelni zavari s djelomičnom penetracijom

dvostruki V - zavar

dvostruki U - zavar

dvostruki 1/2 V - zavar

Sučelni spojevi Kutni spojevi

ZAVARI U PROREZIMA

rupa

d

ZAVARENI SPOJEVIZAVARENI SPOJEVI26/4026/40

• ELEKTROLUČNO Z. S OBLOŽENOM ELEKTRODOM• ELEKTROLUČNO Z. POD ZAŠTITNIM PRAHOM• ELEKTROLUČNO Z. ELEKTRODNOM ŽICOM POD ZAŠTITOM INERTNOG PLINA• ELEKTROLUČNO Z. ELEKTRODNOM ŽICOM POD ZAŠTITOM AKTIVNOG PLINA• ELEKTROLUČNO Z. NETOPLJIVOM ELEKTRODOM POD ZAŠTITOM INERTNOG PLINA• ELEKTROLUČNO Z. VALJKASTIH MOŽDANIKA


POSTUPCI ZAVARIVANJA• IZVORI TOPLINE:

• ELEKTROTERMIČKI IZVORI (električni luk, električni otpor itd.)• TERMOKEMIJSKI IZVORI (plinsko zavarivanje)• MEHANIČKI izvori• OSTALI izvori

• ELEKTROTERMIČKI IZVORI najčešći

27/4027/40

•• ELEKTROLUELEKTROLUČČNO ZAVARIVANJE OBLONO ZAVARIVANJE OBLOŽŽENOM ELEKTRODOM ENOM ELEKTRODOM --RURUČČNI POSTUPAKNI POSTUPAK

• TOPLJIVA OBLOŽENA ELEKTRODA• OBLOGA FORMIRA ZAŠTITNI SLOJ U VIDU ŠLJAKE• DEBLJINE LIMOVA 3-50 MM• JAKO ULTRALJUBIČASTO ZRAČENJE• POTREBNA ZAŠTITNA OPREMA

uzemljenje

priključak naelektričnu mrežu

element koji se zavaruje

elektroda s oblogom

električni luk

zavar

držač elektrode

kablovi


POSTUPCI ZAVARIVANJA28/4028/40

• PLINSKO ZAVARIVANJE

• TERMOKEMIJSKI POSTUPAK ZAVARIVANJA

• izvor topline PLAMEN koji nastaje sagorjevanjemmješavine plinova - najčešće kisika (O2) i acetilena (C2H2)

• TEMPERATURA PRI SAGORJEVANJU 3000 - 3500 oC

• dodatni materijal je žica za zavarivanje

• za zavarivanje TANKIH LIMOVA (do 4 mm), ŠUPLJIH PROFILA debljina 6-8 mm, NEŽELJEZNIH METALA

• i za REZANJE dijelova metala, ZAGRIJAVANJE ZA OBRADU kovanjem i savijanjem, ispravljanje iskrivljenih dijelova, ČIŠĆENJE KONSTRUKCIJE OD HRĐE i sl.


POSTUPCI ZAVARIVANJA29/4029/40

nedovoljno ispunjenje zavara

preveliko nadvi enješ

neprovaren korjen zavara

mjehurići zraka

nečistoće(šljaka i sl.)

pukotinezarez na rubu

pukotinenečistoće (šljaka i sl.)

prokapljine

odstupanje od ravnine elemenata

mjehurići zraka


GREŠKE U ZAVARIMA

DIMENZIONALNE GREŠKE GREŠKE KOMPAKTNOSTI

nedovoljno ispunjenje žlijeba,preveliko nadvišenje zavara, oštriprelazi, nedovoljan provar korjena, prokapljine, zarez na rubu zavara, rupičavost na površini zavara, denivelacija elemenata i sl.

zračne šupljine, uključcitroske, pukotine, greškeuvarivanja, poprečne i uzdužne pukotine u unutrašnosti zavara, mjehurići

30/4030/40

KONTROLA KVALITETE ZAVARENIH SPOJEVA

• opseg i vrsta kontrole ovisi o INTENZITETU, VRSTI NAPREZANJA, te o ZNAČENJU ZAVARA za SIGURNOST čitave konstrukcije• problem: ŠŠTO RADITI S OTKRIVENOM GRETO RADITI S OTKRIVENOM GREŠŠKOM?KOM?• kompleksno NUMERIČKO EKSPLICITNO utvrđivanje RIZIKA OD LOMA


• METODE KONTROLE KVALITETE BEZ RAZARANJA:

• VIZUALNA KONTROLA

• RADIOGRAFSKA KONTROLA

• ULTRAZVUČNA KONTROLA

• MAGNETSKA ILI ELEKTROMAGNETSKA KONTROLA

• PENETRACIJSKA KONTROLA

31/4031/40

• RADIOGRAFSKA KONTROLA

• oznaka snimka• oznaka mjesta zavara u konstrukciji• debljina materijala

• USPOREDBA s ETALONSKIM snimcima


KONTROLA KVALITETE ZAVARENIH SPOJEVA

32/4032/40

VLASTITA NAPREZANJA I DEFORMACIJE

1) POPREČNO SKUPLJANJE ZAVARA

2) UZDUŽNO SKUPLJANJE ZAVARA• 0.1 – 0.3 mm/m dužine zavara• ovisi o odnosu površine elementa koji se zavaruje i površine zavara

3) ROTACIJA ZAVARAne javlja se kod simetričnih zavara (X ili K), nego samo kod NESIMETRIČNIH I KUTNIH


EMPIRIJSKI IZRAZI ZA PROCJENU DEFORMACIJA

tAkS =

A- površina poprečnog presjeka zavarat – debljina ploček=0.1 do 0.17 (empirijski koeficijent)

33/4033/40

FUNKCIONIRANJE ZAVARENIH SPOJEVA

• KONTINUITET MATERIJALA - tijek sila u spoju kontinuiran• potpuni kontinuitet samo kod SUČELNIH ZAVARA• kod zavara u uvali i preklopnih zavara dolazi do

SKRETANJA LINIJA SILA

greška u zavaru


• NAJVEĆE NAPREZANJE pod 45o u odnosu na ravninu spoja

A

B

C

zavar

posmično naprezanjena rubu BC

normalno naprezanjena rubu AB

posmično naprezanjena rubu AB

ravnina najvećegnaprezanja


FUNKCIONIRANJE ZAVARENIH SPOJEVA

• NAPREZANJA U KUTNOM ZAVARU

35/4035/40

•• GEOMETRIJGEOMETRIJAA ZAVARAZAVARA

-- DEBLJINA ZAVARA DEBLJINA ZAVARA aaww

-- DULJINA ZAVARA DULJINA ZAVARA ll

• dimenzije osnovnog materijala

• računska debljina jednaka DEBLJINI TANJEG ELEMENTA

• naprezanja kao kod osnovnog materijala

aw aw aw aw


PRORAČUN ZAVARENIH SPOJEVA

ZAVARI U UVALIZAVARI U UVALI SUSUČČELNI ZAVARIELNI ZAVARI

36/4036/40

•• ZAVARI U UVALI (KUTNI ZAVARI)ZAVARI U UVALI (KUTNI ZAVARI)

•• KOMPONENTE NAPREZANJAKOMPONENTE NAPREZANJA

IIσ

⊥σ IIτ ⊥τ

σ

σσ τ

τ

στ

τ

simetralna ravnina zavararavnina spoja


PRORAČUN ZAVARENIH SPOJEVA

DJELUJE NA POPREDJELUJE NA POPREČČNI PRESJEK ZAVARANI PRESJEK ZAVARA

DJELUJU U ZAVARUDJELUJU U ZAVARU

37/4037/40

DOKAZDOKAZ DIMENZIJA ZAVARA

( )

25.19.05108.0360

3 ,222

,

=γ=β⇒==β⇒=

γ⋅β=σ≤τ+τ+σ=σ ∏⊥⊥

M

u

u

M

uRdwSdw

fzafza

f


OZNAKE ZAVARA NA CRTEŽIMA

L e

I - ZAVAR

PROVAREN KORJEN

Kontinuirani KUTNI ZAVAR

Ravno lice KUTNOG ZAVARA

Ispupčeno lice KUTNOG ZAVARA

Udubljeno lice KUTNOG ZAVARA

KUTNI ZAVAR zavaren po cijeloj konturi

Isprekidani KUTNI ZAVAR

Ravno obrađen zavarGlatko obrađen (brušen) zavar

V - ZAVAR

K - ZAVARJ - ZAVAR

KUTNI ZAVAR

Dvostruki KUTNI ZAVAR

ZAVAR U KUTU

1/2 V - ZAVAR

Y - ZAVAR

X - ZAVAR

U - ZAVAR

Dvostruki U - ZAVAR

V - ZAVAR s potkorjenom trakom


1:10 9 92

416

2

15

15

152 2

4

4-250

4-250

4-2080

4

4-1000

4-1000

4

A

B

C D

4-1540

4-565

Y4-2350

A B44-3165 ili4 ili

X

4-565

Presjek C- D

Detalj Y

Detalj X

Presjek A-B

PRIMJER OPRIMJER OZNAKZNAKAAZAVARA NA CRTEZAVARA NA CRTEŽŽUU


METALNE KONSTRUKCIJE I -...

Documents

Transcript of METALNE KONSTRUKCIJE I -...