Giáo án thiết kế cơ khí - Chương 5

Chương 5: Thiết kế với các loại tải trọng khác nhau là một sự thảo luận kĩ lưỡngvề các yếu tố thiết kế, hệ số an toàn, độ bền mỏi, và nhiều phân tích ứng suất cụ thể khác.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo án thiết kế cơ khí - Chương 5Chương 5 Thiết kế với các loại tải trọng khác nhau Tổng quan Bạn là nhà thiết kế 5.1 Nội dung của chương 5.2 Các loại tải trọng và hệ số ứng suất 5.3 Giới hạn mỏi 5.4 Xác định giới hạn mỏi thực, sn’ 5.5 Ví dụ xác định giới hạn mỏi thực tế 5.6 Quan điểm thiết kế 5.7 Hệ số an toàn 5.8 Dự đoán các hư hỏng 5.9 Các phương pháp phân tích trong thiết kế 5.10 Qui trình thiết kế tổng quát 5.11 Ví dụ thiết kế 5.12 Phép xấp xỉ thống kê trong thiết kế 5.13 Tuổi thọ hữu hạn và phương pháp tích luỹ phá huỷ 180Tổng quan: Thiết kế với các loại tải trọng khác nhauNội dung thảo luận Tìm hiểu Chương này cung cấp các công cụ bổ sung mà bạn có thể sử Xác định các bộ phận của sản phẩm hoặc kết cấu dụng để thiết kế các bộ phận thực tế chịu tải trọng tĩnh. mang tải trọng sao cho an toàn, Xác định các bộ phận chịu tải trọng lặp bằng nhau hợp lý hiệu quả cao trong sử nhưng đổi chiều. dụng vật liệu. Xác định các bộ phận chịu tải trọng thay đổi theo Bạn cần phải học cách phân loại thời gian. các dạng tải trọng tác dụng lên chi tiết: tĩnh, lặp và đảo chiều, Xác định các bộ phận chịu tải va đập, hoặc xung, thay đổi, va đập, và xung. như dập bằng búa đóng hoặc búa rơi trên một bề mặt cứng. Bạn sẽ học để xác định các Sử dụng các phương pháp trong chương này sẽ phương pháp phân tích phù hợp giúp bạn hoàn thành nhiều công việc thiết kế khác dựa vào các loại tải trọng và loại vật liệu nhau.Để đề cập đến các khái niệm trong chương này, phần tổng quan đ ưa ra một lượng lớn các vídụ, trong đó bạn sẽ dựa vào những nguyên lý về sức bền vật liệu đã được ôn lại và mở r ộngtrong chương 3 và 4, từ cách thức phân tích đến cách thiết kế. Một vài b ước là khá phức t ạp, vàbạn cần phải học để đưa ra các quyết định hợp lí về phương pháp hoàn thiện thiết kế. 1. Trong chương này bạn sẽ học những nội dung sau: 2. Nhận biết loại tải trọng trên một chi tiết: tĩnh, lặp và đổi chiều (đối xứng), thay đổi, va đập, hoặc xung? 3. Chọn phương pháp phù hợp để phân tích các ứng suất. 4. Xác định đặc trưng độ bền của vật liệu phù hợp với loại tải trọng, và loại vật liệu: Vật liệu kim loại hay phi kim? Nó là giòn hay dẻo? Thiết kế sẽ dựa trên giới hạn chảy, giới hạn bền kéo, giới hạn bền nén, giới hạn mỏi, hay một số đặc trưng khác của vật liệu? 5. Xác định hệ số thiết kế an toàn phù hợp, thường gọi là hệ số an toàn. 6. Thiết kế các chi tiết mang tải thay đổi trong một phạm vi rộng sao cho chúng được an toàn. Phần dưới đây đưa ra ví dụ về một số nội dung sẽ được học trong chương này. Tải trọng tĩnh lí tưởng là loại tác dụng chậm và không bao giờ thay đổi. Một số tảitrọng tác dụng chậm và thay đổi rất ít cũng có thể coi như tải trọng tĩnh. Bạn hãy kể một s ố vídụ các sản phẩm hoặc các bộ phận của chúng mà bạn cho rằng chịu tải trọng tĩnh? Chú ý đ ếncác cấu kiện chịu tải, các bộ phận của đồ đạc trong nhà, và các dầm hoặc tr ụ đ ỡ các thi ết b ịtrong nhà bạn hoặc nơi làm việc, trong nhà máy. Chọn một số ví dụ đ ặc biệt, và mô t ả chúngcho các bạn học. Thảo luận xem tải trọng tác dụng như thế nào, và trong đó bộ phận mang t ải181nào có ứng suất cao hơn. Một số ví dụ mà bạn đã đưa ra trong phần Tổng quan ở chương 3cũng có thể dùng lại ở đây. Tải trọng thay đổi là tải trọng biến thiên trong quá trình làm việc bình thường của sảnphẩm. Đặc trưng của chúng là tác dụng trong một thời gian khá dài trải qua hàng nghìn hoặchàng triệu chu trình ứng suất trong suốt tuổi thọ mong muốn của sản phẩm. Có nhiều ví dụtrong các sản phẩm tiêu dùng quanh nhà bạn, trong ô tô của bạn, trong các nhà hàng, trong trangthiết bị sản xuất. Chú ý đến gần như tất cả các sản phẩm có bộ phận chuyển đ ộng. Một l ầnnữa, thử xác định các ví dụ đặc biệt, và mô tả chúng cho các bạn học của mình. Tải trọng thayđổi như thế nào? Tải trọng tác dụng và sau đó thôi tải hoàn toàn trong mỗi chu trình? Hoặcthường có một số mức tải trọng trung bình và một tải trọng đổi chiều tác dụng chồng lên? Tảitrọng thay đổi tuần hoàn từ giá trị cực đại dương đến giá trị cực tiểu âm có cùng đ ộ l ớn trongmỗi chu kì tải trọng? Chú ý đến các bộ phận có trục quay, như các đ ộng cơ ho ặc máy nôngnghiệp, máy sản xuất, máy xây dựng. Xét đến các sản phẩm bị hư hỏng. Bạn có thể đã xác định được một số từ phần Tổngquan của chương 3. Chúng bị hỏng ngay ...