Tässäpä taas visainen tehtävä.
Pallon muotoinen paineastia on valmistettu liittämällä yhteen kaksi puolipalloa. Astian sisähalkaisija on 6m. Liitoksessa käytetään ruuveja M24, joiden kierteen sisähalkaisija on 20,320mm. Astian käyttöpaine on 0,14 MPa ylipainetta ja ruuvien esikiristysvoima 10KN. Laske, montako ruuvia tarvitaan, kun ruuvin sallittu normaalijännitys on 100 MPA.
Oikea vastaus 177kpl.
Tehtävän sanamuoto aiheuttaa taas harmaita hiuksia. Onko esikiristysvoima kaikkien ruuvien vai vain yhden ruuvin? Jotenkin kuvittelisin, että 10kn saavutetaan kaikilla ruuveilla. Eihän yhden M24 ruuvin esikiristys voi mitenkään olla tuollaisia lukemia?
Pallon muotoinen paineastia on valmistettu liittämällä yhteen kaksi puolipalloa. Astian sisähalkaisija on 6m. Liitoksessa käytetään ruuveja M24, joiden kierteen sisähalkaisija on 20,320mm. Astian käyttöpaine on 0,14 MPa ylipainetta ja ruuvien esikiristysvoima 10KN. Laske, montako ruuvia tarvitaan, kun ruuvin sallittu normaalijännitys on 100 MPA.
Oikea vastaus 177kpl.
Tehtävän sanamuoto aiheuttaa taas harmaita hiuksia. Onko esikiristysvoima kaikkien ruuvien vai vain yhden ruuvin? Jotenkin kuvittelisin, että 10kn saavutetaan kaikilla ruuveilla. Eihän yhden M24 ruuvin esikiristys voi mitenkään olla tuollaisia lukemia?
Vastaukset 16
Vanhimmat
Varmaan googlettamalla pultin kiristysmomentti tms. pääsee jyvälle siitä, millaisia ovat tavanomaiset esikiristysvoimat.
Jos arvoisa lujarin opiskelija ensin opiskelisi SI-yksiköt, yksikköjen kerrannaiset ja niiden merkinnän. Nyt yksi viidestä oli sattunut oikein.
Ei nyt takerruta pikkuseikkoihin. Perusidea varmastikin käy ilmi.
Minä vain valmennan sinua harjoitustyöraporttien ja opinnäytetyön tekemiseen. Siellä tällainenkin pitää osata.
Menisikö tämä näin oikein. (10*1000)/(pii*0,01016^2)-(((0,14*10^6*4*pii*3^2)/2)/x)/(pii*0,01016^2)=100*10^6 josta lopputulos 352, 96781525. Koska ruuvit menevät paineastian läpi, jaetaan tämä lopputulema kahdella. Saadaan 176,483907625. Koska puolikkaita ruuveja ei ole, on lopputulema oltava kokonaisluku. Näin ollen tarvittava ruuvimäärä on 177kpl. Kommentoikaapa, menikö oikein. Tässä oletuksena on ollut, että 10 KN on yhden ruuvin esikiristys.
Olet näköjään käyttänyt tuossa puolipallon pinta-alaa. Käsittääkseni siinä pitää käyttää suurinta poikkipinta-alaa, eli : pii*3^2
Sillä tulee heti tuo pulttimäärä 177 kpl.
Kun on annettu tuo pultin sallittu vetojännitys, niin se tarkoittaa, että sen pultin molemmissa päissä voi olla sen sallima kuorma, eli 178 pulttia hoitelee myös sen toisen puolen .
Lipsahtanut näköjään 178 tohon. No, täytyyhän siinä liitoksessa varmuuslukukin olla, nyt se on sitten 1,005
Tehtävähän monimutkaistuisi, jos kerroittaisiin pultin/ruuvin teräslaatu ja kerrottaisiin, että kuormitus on mallia "tavanomainen". Silloin pitäisi keksiä ruuvin/pultin sallittu jännityskin itse...
Miksi ruuvin esikiristys ei voisi olla tuollainen? Eihän tuo 10 kN vastaa kuin noin 30 MPa jännitystä ruuvissa. Melkoinen esikiristys tarvitaan, että ruuvien välillä olevan laipan tiiveys voidaan varmistaa. Usein ruuvien määrän määrittääkin tiivistysvoima eikä pelkkä paineen aiheuttaman voiman voittaminen.
Sukelluspallon valmistaminen on näköjään siis alkanut, kun neuvojakin on ryhdytty kyselemään ;-)
https://www.aamulehti.fi/uutiset/tamperelainen-sukelluspallo-laskeutuu-mariaanien-hautaan-esiintyi-myos-titanicissa-200407563/
Tuota palloa ei varmaankaan tehdä puoliskoista, koska sauma aiheuttaa niin pahan epäjatkuvuuden jännityskenttään, ettei pallo kestä.
Muistelen, että aiemmatkin pallot myötivät plastisesti syvyydessä käydessään, eli tulivat pienempinä ylös kuin menivät alas.
Näkyyhän se pulttiliitos jo kuvistakin.
"Valumenetelmä kehiteltiin työn ohessa Hatanpäällä Lokomon valimossa. Yksi salaisuus oli muotin pyörittäminen, jolloin pallon puoliskoista tuli erityisen laadukkaita ja kestäviä."
Tarvittava+voima+on+paine+kertaa+poikkipinta-ala,+kun+tiiviyden+vaatimusta+ei+huomioida,+muuten+vieläkin+enmmän.+0,14+MPa+*+Pii+*+(3+m)^2+=+3+958+407+N
Ilmeisesti kysyjälle on tullut virhe tai huono käännös esikiristyksestä , joka tarkoittaa kai voimaa joka on jäätävä kuormituksessa vielä tiivistepaineeksi, jolloin tuohon lukuun päädytään ilman varmuuskerrointa.
Lujuusopin opinnoissa edetään niin päin, että ensin opetellaan laskeen esim. juuri tällaisten laippaliitosten ruuvien lukumäärää sallitun vetojännityksen perusteella. Joskus hyvin paljon myöhemmin opetellaan laskeen ruuvien venymiä ja muita yhteensopivuusehtoja kimmomodulin perusteella.
Sitten erittäin paljon myöhemmin opetellaan laskeen paineastioita.
Ei se mene niinpäin, että aloitetaan paineastioista, laippaliitoksen ruuvien venymisistä, tiivistepaineista ja esikiristysvoiman tarkoituksesta.
Tämä nyt oli tietysti tuon ensimmäisen kategorian tehtäviä, eli pelkkä ruuvien lukumäärän laskeminen sallitun vetojännityksen perusteella.
Ihan sama miten päin itse kukin opinnoissaan etenee.
Tämä on kuitenkin fysiikan foorumi, jossa tarkastellaan fysikaalista todellisuutta, eikä mitään opintojen virheellisiä yksinkertaistuksia. Silti niissäkään esikiristys ei tarkoita kuin yhtä asiaa, eli tässä sitä ruuvin vetovoimaa ennen kuin astiassa on painetta.
Esikiristysvoiman tarkoituksen ymmärtäminen on kuitenkin ensimmäisen lujarin peruskurssin asioita, eikä mitään jatkokurssikamaa.