[elektro-etc] rugó számítás

[jhidvegi]

Palasik Sandor wrote:

> Ami a lényeg: azt olvasom, hogy az acélok rugalmassági modulusa kb.
> 200 GPa és ez nem nagyon függ az ötvözéstől. A rugógyártónál is, akit
> találtam, eleve csak méretekkel foglalkoznak. A hozzáértőktől
> kérdezném: igaz-e ez és kb. mekkora a szórás?

Igaz, bár inkább 210 lesz az. De ez nem jó a csavarrugóhoz, ott ugyanis nem 
húzásra-nyomásra van igénybevéve az anyag, hanem csavarásra, azaz nyírásra. 
A nyíró rugalmassági modulus összefügg ezzel.

G=E / (2*(1+mü), ahol mü-vel itt a poisson tényezőt jelölik. Acélnál ez 
0,2...0,33 között van.

Az E azt jelenti ugye, hogy az L hosszúságú anyag s megnyúlásához 
szigma=E*s/L feszültség kell (N/m2).

Na most a nyírásnál valahogy a szögekkel kell operálni, de ezt már 
elfelejtettem. Mintha valami kocka rémlene, aminek a két átellenes lapját 
akarnánk eltolni, emiatt deformálódik, az ezekre merőleges élek szöge az erő 
hatására már nem merőleges.... csak nem tudom, itt mi mihez aránylik. 
Logikus nekem az lenne, ha az L élhosszúságú kocka egyik lapját s-sel 
eltoljuk, akkor ehhez szigma=G*s/L feszültség kell, de hogy így van-e, arra 
nem vennék mérget.

És utána jön a jó kis móka. Tegyük fel, hogy így van.
Akkor kiszámolod, hogy egy rugót, aminek van derótátmérője meg feltekerési 
közepes átmérője, majd összenyomod vagy széthúzod, akkor adott hosszon 
mekkorát csavarodik (pl fokban), ebből ki lehet számolni a 
huzalkeresztmetszetben a sugár mentén ébredő nyírófeszeket. Majd ezekből 
össze lehet integrálni azokat a nyomatékokat, amik az r sugár mentén így 
adódik kb:
dM=szigma*2*r*pi*dr,
majd ebből kijön a közpepes feltekerési átmérővel számolva az erő.

Mit mondhatnék, jó szórakozást. :-)

Amúgy érdekes téma, régen foglalkoztam vele, és volt egy időszakom, amikor 
aszontam, hogy bármilyen csavarrugót meg tudnék méretezni. Ma már inkább 
kísérleteznék. Gondolom, Te is inkább csak arra vagy kíváncsi, hogy mekkora 
az a fesz, ami adott terhelésnél ébred a rugóban, és ha ez marha nagyra jön 
ki, átméreteznéd a rugót inkább.

Múltkor egyszerűbb feladatba vágtam a fejszémet: szalagfűrész ugye szokott 
törni. Kiszámolgattam, hogy egy adott szalagvastagságot rákényszerítve egy 
adott kerékre, mekkora feszültségek ébrednek benne. Hát egyből kiderült, 
miért is szakad olyan könnyen az a rohadék szalag. Meg hogy ha a toldásnál 
(hegesztésnél vagy forrasztásnál) vannak vastagságbeli eltérések, akkor 
jobb, ha alaposan megspanoljuk a szalagot, különben megeshet, hogy nem fexik 
fel a kerékre, és a merevebb rész mellett külön kisebb rádiusz mentén 
hajlítgatódik, azaz hamarabb megadja magát, mintha pengethetőre feszítjük. 
És akkor még a fáradásról egy szó sem esett. :-)

hjozsi