Konstruisanje Računarom I Skripta

8/10/2019 Konstruisanje Računarom I Skripta

http://slidepdf.com/reader/full/konstruisanje-racunarom-i-skripta 1/11

Konstruisanje Računarom I

Pitanja:1. Navedi faze u procesu dizajna proizvoda i objasni koncipiranje2. Objasni princip za izbor najpovo!jnije varijante" #matrice$

%. Objasni raz!iku izme&u determinističko' i probabi!ističko' koncepta dizajna( )ta je potrebno poznavati i koji su najnapredniji i za)to*

+. Objasni pojmove 'eometrijska i materija!na ne!inearnost i superpozicija,-. ta su '!avni naponi( kako se računaju i skica*/. Objasni kako nastaje top!o optere0enje i kako se isto moe izračunati* I kako se moe

spriječiti.. Objasni pojam koncentracije napona i prikai skicu za primjer koncentracije napona

pri savijanju.3. Objasni pojam trajna dinamička čvrsto0a.4. 5ticajni faktori za izbor materija!a i osnovne osobine konstrukcioni6 materija!a.17. Objasni pojam i osnovne principe kod dizajna za proizvodnju i montau.11. Objasni pojam dinamička čvrsto0a ma)insko' e!ementa i za)to se ista raz!ikuje od

dinamičke čvrsto0e utrv&ene ispitivanjem epruvete. Koje su najznačajniji uticajnifaktori i koji je nji6ov uticaj*

12. 8efinicija napona( skica( tota!ni( norma!ni i tan'encija!ni napon( osnovne jednačineravnotee.

1%. Objasni )ta je zamor materija!a i prikai 96!erov dija'ram ; norma!ni i !o'aritamski.1+. Objasni )ta je pret6odni a )ta zavr)ni #fina!ni$ obračun.1-. Kratko objasni i 'rafički prikai sekvencija!ni i para!e!ni proces dizajna* Koji je

napredniji i za)to*1/. Od če'a zavisi izbor te6no!o)ko' postupka izrade e!emenata( konstrukcija i!i

proizvoda*1. Objasni pojmove projektovanje i konstruisanje i navedi osnovne prednosti računara ukonstruisanju..

13. Objasni pojam <inearna akumu!acija o)te0enja".14. Objasni i prikai ivotni cik!us proizvoda*27. Objasni )ta je stepen si'urnosti i kako se računa za statičko( dinamičko i s!oeno

naprezanje*21. Naprezanja prema vrsti deformacija( primjeri*



1. Faze u dizajniranju:

1. Poja)njenje zadataka ; skup!janje informacija o za6tjevima i o'raničenjima koja treba daispunjavaju rje)enje2. Koncipiranje ; postav!janje funkciona!ni6 struktura%. Projektovanje ; dizajner( počinju0i od koncepta( odre&uje p!an( i ob!ikuje i razvija te6nički

proizvod i!i sistem u odnosu na te6ničke i!i ekonomske us!ove+. Razrada ; konačno se postav!ja raspored( ob!ik( dimenzije i osobine povr)ina svi6 pojedinačni6 dije!ovaKoncipiranje obu6vata kreiranje funkciona!ne strukture proizvoda( traenje od'ovaraju0e'te6no!o)ko' principa rje)enja i kombiniranje koncepcijski6 varijanti rje)enja. Koncipiranjerje)enja sastoji se od neko!ikokoraka. Niti jedan korak se ne bi smio preskočiti uko!iko se e!i posti0i najpovo!jniji konceptrje)enja. Koncipiranje se mora pa!jivo provoditi( jer nasta!e 're)ke se u da!jim fazama te)koi!i nikako ne mo'u popraviti.

2. Izabrati bitne osobine za pore&enje varijanti i izvr)iti ran'iranje ti6 osobina jedne prema

dru'oj #kvadratna matrica popunjena jedinicama=nu!ama$. Nakon utvr&ivanja redos!ijedaosobina bira se jedna varijanta #bazno konstrukciono rje)enje$ npr. prvo i vrednuju se svarje)enja u odnosu na nju.Postupak se iterativno ponav!ja za dru'o( tre0e ...

>atrica za ran'iranje osobina

>atrica za pore&enje osobina #iterativni postupak( % matrice$



%. Razlika između probabilističkog i determinističkog koncepta ogledase u tome što u determinističkom postupku sve veličine tretiramo kaoodređene (determinirane) vrijednosti, koje su uglavnom date propisima, au probablilističkom pristupu se sve veličine baznih varijabli tretiraju kaoslučajno promjenljive. Iz tog razloga moemo zaključiti kako je

probabilistički dizajn napredniji, zato što je sigurniji za upotrebu iz razlogašto kod determinističkog određivanja veličina često zna da dođe do ve!ihodstupanja od dimenzija, tako da stepen sigurnosti ("#$) bude iznad %, štodovodi do loma.

&. 'o geometrijske nelinearnosti konstrukcije dolazi usljed promjenenjene geometrije ili nelinearne veze između deormacije i pomaka. inearnimodel geometrije ne uzima u obzir uticaj promjene geometrijekonstrukcije. *akav pristup je prihvatljiv samo za krute konstrukcije kodkojih su pomaci sistema mali. +eđutim kada su pomaci konstrukcije veliki,

jednačine ravnotee potrebno je upotpuniti uzimaju!i u obzir geometrijskepromjene konstrukcije.

'o materijalne nelinearnosti konstrukcije dolazi kod elastoplastičnihmaterijala usljed optere!enja i naprezanja. -od linearnih elastičnihmaterijala odnos između naprezanja i optere!enja je deniran samomodulom elastičnosti. +eđutim, kod elastoplastičnih materijala, nakonodređenog vremena, dolazi do zamora materijala te postupnog slabljenja ieventualnog pucanja.



Princip superpozicije moemo objasniti na sljede!i način/ 0a tijelodjeluju sestem vanjskih sila "%, "1, ... , "n. 2osmatrajmo naprezanje ideormacije koje nastaju djelovanjem samo jedne sile "%, zatim samo sile"1, pa do sile "n. +oemo zaključiti da su ukupna naprezanja i deormacijeizazvane istovremenim djelovanjem svih sila jednaka algebarskoj sumiparcijalnih naprezanja i deormacija koje nastaju djelovanjem pojedinih sila"%, "1, ... ,"n.

3. 2ovršine u kojima tangencijalnih napona nema su glavne površine a

normalni naponi koji dejstvuju u tim površinama su glavni naponi.'a bi odredili napon u tački treba nam novi koordinatni sistem te tačke iravan u odnosu na tu tačku koju deniše napon i dobit !emo sistem od tri

jednačine sa tri nepoznate.

4 datoj tački odreditit takav poloaj kooridinatnog istema koji osigurava datangencijalni naponi iščezavaju, a normalni da imaju ekstremnevrijednosti. 0aponu nekoj tački zavisi od ravni u odnosu na tu tačku.

*raimo neku tačku koja je okomita na ravan gdje nema tangencijalnekomponente, tj. naponi u odnosu na ravan gdje je tangencijalni napon

jednak nuli.

Iz ove jednačine traimo vektor n i odredit !emo poloaj glavnog napona.



5. Toplotna naprezanja (opterećenja) predstavljaju naprezanja koja se javljaju uslijed spriječenog toplotnog širenja (ekspanzije) ili skupljanja(kompresije) te uslijed nehomogenog temperaturnog polja.

. Na mjestima s!ab!jenja nosivi6 e!emenata #rupe( zarezi$ i na mjestima skokoviti6 promjenadimenzija poprečni6 presjeka nosivi6 e!emenata( do!azi do koncentracije napona. ?!ab!jenjanosivi6 e!emenata i skokovite promjene dimenzija se( u pravi!u izbje'avaju( a ako to nijemo'u0e tada se na tim mjestima koncentracija napona ub!aava konstruktivnim za6vatima @

posebnom obradom( zaob!javanjem itd.Koeficijent koncentracije napona zavisi od vrste naprezanja( karakteristika materija!a( prirodeoptere0enja( forme deta!ja i apso!utni6 dimenzija )tapa. Koncentracija napona manje je opasna

kod i!avi6 materija!a. Aako&er( treba napomenuti da je koncentracija napona opasnija zanosive e!emente kod dinamičko' optere0enja.Beometrijski faktor koncentracije napona K:



montane operacije. #bično se radi o proizvodima za masovnu upotrebu tj.masovnu ili velikoserijsku proizvodnju. -od dizajna za proizvodnju primjenjuju seprincipi dierencije ili integracije proizvoda.rvi princip se odnosi na rastavljanje velikih i sloenih dijelova na manje i jednostavnije sa što ve!im učeš!em standardnih komponenti. 2osebna se panjaposve!uje izboru materijala, poluabrikata i tolerancija. -u!anska elektronika,auto8industrija, $on9...!rugi princip podrazumijeva objedinjavanje više manjih komponenti u ve!e,nerazdvojive.#snovna pravila/ +aksimalno pojednostaviti oblik, zbog mogu!nosti automatske proizvodnje i

montae :liminisati operacije koje zahtijevaju specijalne alate i posebne vještine $manjiti broj dijelova, ako je mogu!e, neki dijelovi da obavljaju više unkcija +odularni dizajn, standardni dijelovi, planiranje pakovanja, transporta i sl.

%%. Pod dinamičkom čvrstoćom ma!inskog elementa podrazumijeva se

njihova sposobnost da u predviđenom roku trajanja nepretrpi nedozvoljenaošte!enja. Radna naprezanja ; moraju biti manja od graničnih ; gr koja moguuzrokovati nedozvoljena ošte!enja. 'inamička čvrsto!a predstavlja najve!inazivni napon, pri dinamičkom cikličnom optere!enju, koji epruveta ispitivanogmaterijala moe izdrati bez loma i pri neograničenom broju ciklusa.-orisno je znati zavisnost vrijednosti napona od broja promjena optere!enja prikome dolazi do razaranja epruvete. *a zavisnost data je krivom zamaranja ili<elerovom krivom. 'inamička čvrsto!a mašinskog elementamanja je oddinamičke čvrsto!e materijala (tj. standardne probne epruvete od istogmaterijala) zbog čitavog niza utjecaja od kojih su najvaniji oblik mašinskog dijelai njegove apsolutne dimenzije i kvaliteta njegovepovršinske obrade. 0ajznačajniji uticajni aktori su/

= % > aktor veličine poprečnog presjeka ("a povećanjem dimenzija povećavase i rasipanje)

= 1 > aktor stanja spoljašnje površine (#to je površina $rapavija, dinamičkaizdržljivost je manja)

= ? > aktor termičke i površinske obrade površinskog sloja (%jačavanje površine)= & > ostali aktori@ k > eektivni aktor koncentracije napona4ticaj temperature (:lementi mogu biti izlozeni znatno visim I znatno nizim

temperaturama kao i promjenjljivim temperaturama)$%. Intezitet unutrašnjih sila u nekoj tački presjeka mašinskog elementa,sveden na jedinicu površine presjeka,odraava veličinu koja ima intezitet,pravac i smjer a nazivamo je ukupni ili totalni &'P&. 0aponpredstavljamjeru napregnutog stanja tijela. 4običajeno je da se vektornapona razlae na 1 komponente, jedna u pravcunormale na ravanpresjeka > normalni napon i drugi u presječnoj ravni > smičuju!i ilitangencijalni napon.0ormalnim naponom tijelo se opire međusobnom pribliavanju iliudaljavanju svojih čestica, a smičuju!im naponom tijelo se opire klizanju

jednog sloja čestica po drugom. 0ormalni napon moe biti napon zatezanjaili pritiska.



%?. amor materijala predstavlja proces postepenog razaranja putem nastankai razvitka pukotine do loma dijela u eksplataciji pod dejstvom promjenljivogoptere!enja.2ri ipitivanju silom promjenljive vrijednosti ostvaruju se jednosmjernim promjenljivim naponom i naizmjeničnim promjenljivim naponom.

%&. Prethodni proračun se vrši u dijelu izrade predprojekta radi određivanjapriblinih dimenzija mašinskih elemenata, koji su osnova nekog mašinskogsistema. Aa ovaj proračun se koriste priblini, uproš!eni i empirijski obrasci.avr!ni proračun se koristi u dijelu izrade projekta, izvodi se detaljno i kroznjega se određuju stvarne dimenzije dijelova i vrši izbor standardnih mašinskihelemenata. *u spada/ određivanje dimenzija dijelova na osnovu dopuštenihnapona,određivanje pojedinih mjera na osnovu empirijskih obrazaca,određivanje

zapremine, mase, određivanje oblika s obzirom na potrebne deormacije (npr.kodopruga)

%3. *ekvencijalni (klasični) proces dizajna je stariji model dizajniranja ion se bazira na pojedinačnom niovou dizajniranja svake aze. *o zahtijevada jedna aza razvoja mora biti u potpunosti završena, da bi se prešlo nadrugu. $amim time, komunikacija nije konstantna, mnogo je povratnihkodova i sam proces dizajna dugo traje, što dalje uvjetuje da takavproizvod ve! postoji na trištu. 'akle, ovaj koncept je neekonomičan.

Paralelni, odnosno konkurentski, koncept dizajna omogu!ava rad više

sektora u isto vrijeme, što uvjetuje veliku uštedu vremena, a samim time i jaču prisutnost na trištu. *u je omogu!ena konstantna komunikacija



između svih aza razvoja i samim time povratne inormacije su mnogokorisnije.

%5. 'a bi se odredio tehnolo!ki postupak izrade nekog proizvoda,potrebno je prije svega ispitati osnovne uticajne aktore, a to su/ sloenostoblika, količina, veličina predmeta, materijal, tačnost dimenzija, kvalitetobrade površine i proizvodne mogu!nosti.

%B. Projektovanje predstavlja izradu ili razvoj idejnog rješenja dijel,mašine ili sistema u cjelini, denisanje glavnih karakteristika, pogon, načinupravljanja, unkcionisanje iraspored modula. 2rojekat u osnovi označavazamisao, ideju o način postizanja tehničkog rješenja.

+onstruisanje predstavlja određivanjekonkretnog oblika i dimenzijaelemenata (oblikovanje dimenzioniranje) i sklopova ili mašina premaprojektnom zahtjevu. Rezultat konstruisanja je tehnička dokumentacija icrtei potrebni za pripremu proizvodnje.

Prednosti primjene računara u konstruisanju,

$kra!enje vremena razvoja proizvoda, porast produktivnosti, znatnosmanjenje grešaka, pove!anje tačnosti i kvaliteta proizvoda, smanjenjecijena proizvoda, mogu!nost sloenih proračuna (1', ?'), jednostavnijimultidiscilinirani pristup, srazmjerno jednostavne promjene i nadogradnja,oslobađanje čovjeka rutinskog posla, vizuelni prikaz proizvoda, brza izrada

tehničke baze podataka, računarski integrisana proizvodnja i mnogedruge.

%C. -inearna akumulacija o!tećenja polazi od činjenice da neki elementkod procesa umora apsobira rad koji se onda koristi kao mjera za stupanjdegradacije mikrokristalne strukture materijala. +oe se postaviti odnos/

0i > broj promjena optere!enja kod kojega u <elerovom pokusu nastaje

lom na naponskom nivou D;i



Ei > apsorbirani rad nakon broja promjena optere!enja 0i na naponskomnivou D;i

ni > parcijalni broj promjena optere!enja na naponskom nivou D;i

Fi > parcijalno apsorbirani rad nakon broj promjena optere!enja ni na

naponskom nivou D;i

%G. Hivotni ciklus proizvoda se sastoji iz nekoliko aza/

4očavanje potreba ilimogu!nosti prodaje(istraivanje trišta)

'enisanje projektnogzadatka (tehnički i

ekonomski param.) -onceptualni dizajn (izborizmeđu nekoliko

alternativnih rješenja bezdetalja...)

-#0$*R4I$0J: (detaljnidizajn) određivanje

oblika, veličine i

karakteristika proizvoda kojizadovoljavaju postavljenezadatke.

2riprema proizvodnja >izrada tehnološke

dokumentacije,projektovanje *2,

programiranje K0Kmašina...



2roizvodnja, montaa, isporuka

2rodaja, marketing

#dravanje

2ovlačenje iz upotrebe, reciklaa

17. #snovni je cilj proračunavanje mašinskih konstrukcija da se utvrdi da li jemašinski element sposoban da,uz izvjesnu sigurnost,izdri napone kojima jeizloen za vrijeme rada mašine pa da se ne deormiše jače nego što je dopušteno.

*tepen sigurnosti predstavlja odnos karakterističnog napona koji dovodi dootkaza i maksimalnog napona kome je element izloen u normalnom radu.'inamički stepen sigurnosti denisan je kao odnos dinamičke izdrljivosti masedijela i gornje granice do koje se mijenja radni napon.

1%. /*T0 PT0/010&2' * 34/M &' "0F/M'5420 aksijalno opterecenje (istezanje, pritisak) smicanje torzija (uvijanje) savijanje izvijanje kombinovano (sloeno)

Konstruisanje Računarom I Skripta

Documents

Transcript of Konstruisanje Računarom I Skripta