CHƯƠNG III: MÔ HÌNH MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP CỤ THỂ XÉT ỨNG SỬ CỦA BU LÔNG, MẶT BÍCH VÀ ỐNG THÉP KHI CHỊU KÉO, XOẮN, KÉO CỦA BU LÔNG, MẶT BÍCH VÀ ỐNG THÉP KHI CHỊU KÉO, XOẮN, KÉO
3.3.1 Mô phỏng mẫu 1 kích thước 165.2x4 (Mẫu nhỏ) chịu kéo, kéo xoắn đồng thời
3.3.1.2. Liên kết chịu kéo xoắn đồng thời
V i tỉ lệ k h thư hợp lý ủ mặt b h và bu lông ống th p trong trường hợp kéo nhƣ tr n t i t m k h thƣ hợp lý ho bu lông, mặt b h v ống th p trong trường hợp hịu l ồng thời k o v xoắn.
Chúng t ƣ r th ng số 4 m h nh s u:
Trường hợp 1: e2 =30mm, e1 =40mm, ds=20mm; tf =20mm; ti=6mm (tf/ds=1;ti/ds=0.3; (e1+e2)/tf=3.5
Trường hợp 2: e2 =30mm, e1 =40mm, ds=20mm; tf =20mm; ti=8mm (tf/ds=1;ti/ds=0.4; (e1+e2)/tf=3.5
Trường hợp 3: e2 =30mm, e1 =40mm, ds =20mm, tf =20mm; ti=10mm (tf/ds=1;
ti/ds=0.5; (e1+e2)/tf=3.5
Trường hợp 4: e2 =30mm, e1 =40mm, ds =20mm, tf =20mm; ti=12mm (tf/ds=1;
ti/ds=0.6; (e1+e2)/tf=3.5
Kết quả trường hợp 1:
Hình 3.16. Biểu đồ ứng suất trong bu lông và ống thép trường hợp 1 Kết quả trường hợp 2:
Hình 3.17. Biểu đồ ứng suất trong bu lông và ống thép trường hợp 2
Kết quả trường hợp 3:
Hình 3.18. Biểu đồ ứng suất trong bu lông và ống thép trường hợp 3 Kết quả trường hợp 4:
Hình 3.19. Biểu đồ ứng suất trong bu lông và ống thép trường hợp 4
V i số liệu 4 trường hợp tr n t sẽ vẽ ượ biểu ồ 4 ường như s u:
Hình 3.20. Biểu đồ ứng suất trong Bu lông và ống thép 4 trường hợp Từ biểu ồ t nh n x t s u:
- Đường m u x nh lá cây n t ứt tư ng ứng v i hiều y th nh ống ti=12mm (Trường hợp 4) ứng suất ở bu lông t ng nh nh v t ến ường ộ hảy trong khi ứng suất trong ống th p v n trong miền n hồi v t ng h m. M h nh n y tương ứng trường hợp phá ho i 1 theo Petersen
- Đường m u ỏ n t liền tư ng ứng v i hiều y th nh ống ti=10mm (Trường hợp 3) Ứng suất trong ống th p và bu lông cùng t ến ường ộ hảy y l trường hợp t mong ợi M h nh n y tương ứng trường hợp phá ho i 2 theo Petersen
- Đường m u tím nét ứt tư ng ứng v i hiều y th nh ống ti=8mm (Trường hợp 2), Ứng suất trong ống th p t ƣờng ộ hảy trong khi bu lông v n trong miền n hồi M h nh n y tương ứng trường hợp phá ho i 1 theo Petersen
- Đường m u x nh m n t trụ tư ng ứng v i hiều y th nh ống ti=6mm (Trường hợp 1) ứng suất trong ống th p t ng rất nh nh và t ường ộ hảy trong khi Bu lông l i giảm i so v i ứng suất t ượ khi gi nhiệt. M h nh n y tương ứng trường hợp phá ho i 1 theo Petersen
Kết luận: với trường hợp chịu kéo, kéo xoắn đồng thời:
Với tỷ lệ kích thước: (0.8<tf/ds<1.25; 0.3ti/ds0.6; (e1+e2)/tf=3.5) thì sự phá hoại là hợp lý nhất vì ống thép, mặt bích và Bu lông cùng đạt đến trạng thái giới hạn chảy.
3.3.2 Mô phỏng mẫu 2 kích thước 267.4x6 chịu kéo, kéo xoắn 3.3.2.1 Mô phỏng liên kết chịu kéo
a) Chọn kích thước giữu chiều dày mặt bích với đường kính Bu lông Chúng t ƣ r th ng số 3 m h nh:
Trường hợp 1: e2 =35mm, e1 =40mm, ds=22mm; tf =18mm (tf/ds=0.8;
(e1+e2)/tf=4.16)
Trường hợp 2: e2 =35mm, e1 =40mm, ds =22mm, tf =22mm (tf/ds=1;
(e1+e2)/tf=3.4)
Trường hợp 3: e2 =35mm, e1 =40mm, ds =22mm, tf =25mm (tf/ds=1.14 (e1+e2)/tf=3)
Kết quả trường hợp 1:
Hình 3.21. Biểu đồ ứng suất trong bu lông và mặt bích trường hợp 1 Kết quả trường hợp 2:
Hình 3.22 Biểu ồ ứng suất trong bu lông và mặt b h trường hợp 2
Kết quả trường hợp 3:
Hình 3.23. Biểu đồ ứng suất trong bu lông và mặt bích trường hợp 3 Trong trường hợp 1 t thấy bản mã quá mỏng n ến phá ho i ở bản mã v y trường hợp 1 giống v i m h nh 1 o Petersen ề xuất
Trong trường hợp 3 t thấy bản mã quá y n ến phá ho i ở bu lông v y trường hợp 3 giống v i m h nh 3 o Petersen ề xuất
Trong trường hợp 2 t thấy bản mã hợp lý hơn n ến phá ho i ở ả mặt b h và Bu lông v y trường hợp 2 giống v i m h nh 2 o Petersen ề xuất
Như vậy: Trường hợp 2: e2 =35mm, e1 =40mm, ds =22mm, tf =22mm (tf/ds=1; (e1+e2)/tf=3.4). Mô hình phá hủy của ống thép là mô hình 2.Cường độ trong bu lông đạt giới hạn cho phép, đồng thời khớp dẻo cũng xuất hiện trong mặt bích.
b) Chọn kích thước giữa chiều dày mặt bích với chiều dày ống thép
V i tỉ lệ k h thƣ ủ mặt b h và Bu lông nhƣ tr n t i t m k h thƣ hợp lý cho mặt b h v ống th p Chúng t ƣ r th ng số 3 mô hình sau:
Trường hợp 1: e2 =35mm e1 =40mm s =22mm tf =22mm, ti=6mm (tf/ds=1;
ti/ds=0.36; (e1+e2)/tf=3.4)
Trường hợp 2: e2 =35mm e1 =40mm s =22mm tf =22mm, ti=8mm (tf/ds=1;
ti/ds=0.45 ; (e1+e2)/tf=3.4)
Trường hợp 3: e2 =35mm, e1 =40mm, ds =22mm, tf =22mm, ti=10mm (tf/ds=1;
ti/ds=0.55; (e1+e2)/tf=3.4) Kết quả trường hợp 1:
Hình 3.24. Biểu đồ ứng suất trong bu lông và ống thép trường hợp 1 Kết quả trường hợp 2:
Hình 3.25. Biểu đồ ứng suất trong bu lông và ống thép trường hợp 2
Kết quả trường hợp 3:
Hình 3.26. Biểu đồ ứng suất trong bu lông và ống thép trường hợp 3 V i số liệu 3 trường hợp tr n t sẽ vẽ ượ biểu ồ 3 ường như s u:
Hình 3.27. Biểu đồ ứng suất trong bu lông và ống thép trong 3 trường hợp
Kết luận: Với trường hợp chịu kéo như sau:
Với tỷ lệ kích thước: (0.8<tf/ds<1.13;ti/ds>0.3; (e1+e2)/tf=3.4) thì sự phá hoại là hợp lý nhất vì ống thép, mặt bích và Bu lông cùng đạt đến trạng thái giới hạn chảy.