[Costruzioni di macchine] Saldatura
Ciao a tutti, avrei bisogno di verificare una saldatura fatta per unire un anello ad un albero circolare.
Ho cercato di rappresentarlo in figura, è una saldatura a cordone d'angolo a parziale penetrazione su entrambi i lati del disco. La sollecitazione è legata a una forza tangenziale al disco, opposta al suo senso di rotazione, che infatti definisce anche un momento torcente dovuto alla distanza tra la forza e l'asse dell'albero. Pensavo di usare il metodo di verifica semplificato in modo da non dover far riferimento alle sigma in questa sezione particolare. Però mi chiedo, siccome devo verificare che la forza che lo sollecita per unità di lunghezza, sia minore della forza resistente, come forza che agisce divido la forza per la circonferenza?
Accetto qualsiasi consiglio, grazie
Ho cercato di rappresentarlo in figura, è una saldatura a cordone d'angolo a parziale penetrazione su entrambi i lati del disco. La sollecitazione è legata a una forza tangenziale al disco, opposta al suo senso di rotazione, che infatti definisce anche un momento torcente dovuto alla distanza tra la forza e l'asse dell'albero. Pensavo di usare il metodo di verifica semplificato in modo da non dover far riferimento alle sigma in questa sezione particolare. Però mi chiedo, siccome devo verificare che la forza che lo sollecita per unità di lunghezza, sia minore della forza resistente, come forza che agisce divido la forza per la circonferenza?
Accetto qualsiasi consiglio, grazie
Risposte
Pensavo di usare il metodo di verifica semplificato in modo da non dover far riferimento alle sigma in questa sezione particolare. Però mi chiedo, siccome devo verificare che la forza che lo sollecita per unità di lunghezza, sia minore della forza resistente, come forza che agisce divido la forza per la circonferenza?
La sezione del cordone di saldatura è un triangolo, non so che cosa intendi come "metodo semplificato senza far riferimento alle sigma". Io farei la verifica del cordone d’angolo come normalmente si fa. Poi, se vuoi paragonare la forza sollecitante alla forza resistente , queste grandezze devono essere espresse nella stessa unità di misura. LA forza resistente , come è data ? Per unità di lunghezza? E allora anche la forza sollecitante deve essere $F/L$ .
Cioè la forza, data dal rapporto tra momento e raggio, deve essere divisa per la lunghezza della circonferenza, se la forza resistente è data appunto per unità di lunghezza. aLtrimenti non ha senso.
Innanzitutto ti ringrazio.
Con "metodo semplificato" intendo appunto il fatto di fare solo il paragone tra le due forze per unità di lunghezza, e con "evitare di far riferimento alle sigma" intendevo l'utilizzo dei due metodi più lunghi e precisi cioè il metodo dimensionale e il metodo del ribaltamento, perché, anche se le sigma dell'albero le ho già calcolate, essendo una saldatura circolare non capisco bene quali sollecitazione calcolate attribuire a quali elementi del calcolo (sigma ortogonale, tau ortogonale e tau parallelo). Credo sicuramente ci sia un modo, però avrà delle considerazioni aggiuntive di angoli o quant'altro. Mi spiego meglio: messo che x sia l'asse dell'albero, y verticale e z uscente dal piano. In quella sezione ho quella forza indicata ma poi ho tutte le sollecitazioni dovute alle forze dell'albero, come mi comporto? Io ho calcolato $ sigma $ xx e questa okey la moltiplico per $ sqrt(2)/2 $ e ho la componente $ sigma _|_ $ , ora però per le $ tau $ avrò che il tratto di circonferenza superiore e inferiore avranno una certa direzione parallela al cordone (z) mentre i due tratti laterali avranno un'altra (y) e questo comunque approssimato a 4 zone. Allora, su tutto non lo posso fare, scelgo un punto più critico? Quale?
Oppure le altre forze e sollecitazioni dell'albero non inficiano questa saldatura? perché essa serve solo come attacco del disco e non come sostegno dell'albero.
Quindi nel caso di confronto tra forze mi confermi appunto il fatto di dividere per la lunghezza della circonferenza.
Mentre verifica del cordone d'angolo, se intendi quelle più estese che ho citato sopra, proverei volentieri se hai modo di tranquillizzarmi sulle mie considerazioni.
Con "metodo semplificato" intendo appunto il fatto di fare solo il paragone tra le due forze per unità di lunghezza, e con "evitare di far riferimento alle sigma" intendevo l'utilizzo dei due metodi più lunghi e precisi cioè il metodo dimensionale e il metodo del ribaltamento, perché, anche se le sigma dell'albero le ho già calcolate, essendo una saldatura circolare non capisco bene quali sollecitazione calcolate attribuire a quali elementi del calcolo (sigma ortogonale, tau ortogonale e tau parallelo). Credo sicuramente ci sia un modo, però avrà delle considerazioni aggiuntive di angoli o quant'altro. Mi spiego meglio: messo che x sia l'asse dell'albero, y verticale e z uscente dal piano. In quella sezione ho quella forza indicata ma poi ho tutte le sollecitazioni dovute alle forze dell'albero, come mi comporto? Io ho calcolato $ sigma $ xx e questa okey la moltiplico per $ sqrt(2)/2 $ e ho la componente $ sigma _|_ $ , ora però per le $ tau $ avrò che il tratto di circonferenza superiore e inferiore avranno una certa direzione parallela al cordone (z) mentre i due tratti laterali avranno un'altra (y) e questo comunque approssimato a 4 zone. Allora, su tutto non lo posso fare, scelgo un punto più critico? Quale?
Oppure le altre forze e sollecitazioni dell'albero non inficiano questa saldatura? perché essa serve solo come attacco del disco e non come sostegno dell'albero.
Quindi nel caso di confronto tra forze mi confermi appunto il fatto di dividere per la lunghezza della circonferenza.
Mentre verifica del cordone d'angolo, se intendi quelle più estese che ho citato sopra, proverei volentieri se hai modo di tranquillizzarmi sulle mie considerazioni.
Puoi postare un disegno migliore dove sono indicate anche le forse in gioco?
La sollecitazione è legata a una forza tangenziale al disco, opposta al suo senso di rotazione, che infatti definisce anche un momento torcente dovuto alla distanza tra la forza e l'asse dell'albero.
Leggendo questo, ho immaginato che la forza tangenziale al disco sia dovuta ad una cinghia di trasmissione. Ma è ovvio che gli sforzi si trasmettono dalla cinghia all’albero tramite la saldatura, altrimenti come ? Tieni però presente che quest’albero ruota , almeno credo , altrimenti come lavora? Perciò non vedo una sezione più sollecitata di altre nella saldatura, a meno che tu non intenda dire che “in un dato istante” facciamo la fotografia della situazione, e ci rendiamo conto che , oltre al momento torcente. agisce anche un momento flettente sull’albero; io invece voglio dire che tutti punti della circonferenza ciclicamente passano per uno stesso punto “assoluto” ( mi esprimo a questo modo per farmi capire) , la situazione è dinamica , non statica.
ecco se io penso a quali forze possono intaccare la saldatura farei riferimento alla sola Ft perché le altre certamente sollecitano l'albero anche dove sono applicati i dischi, ma penso che semmai deformino l'albero. Però appunto non so se è una visione un po' semplicistica della cosa.
(doppia freccia è un momento torcente)
"Five":
Leggendo questo, ho immaginato che la forza tangenziale al disco sia dovuta ad una cinghia di trasmissione. Ma è ovvio che gli sforzi si trasmettono dalla cinghia all’albero tramite la saldatura, altrimenti come ? Tieni però presente che quest’albero ruota , almeno credo , altrimenti come lavora? Perciò non vedo una sezione più sollecitata di altre nella saldatura, a meno che tu non intenda dire che “in un dato istante” facciamo la fotografia della situazione, e ci rendiamo conto che , oltre al momento torcente. agisce anche un momento flettente sull’albero; io invece voglio dire che tutti punti della circonferenza ciclicamente passano per uno stesso punto “assoluto” ( mi esprimo a questo modo per farmi capire) , la situazione è dinamica , non statica.
Allora, la forza sul disco non è dovuta a una cinghia ma allo spostamento di una zolla di terra (per semplificare la cosa). Sì certo ogni punto farà il giro, quindi io verifico esempio il punto in alto e stop quindi. Però guardo a come impatta solo la Ft in quel punto o mi interessano anche gli sforzi che ho sull'albero? (vedi foto sopra)
Se considerassi solo Ft avrei considerazioni di questo tipo no? (foto sotto)
Direi che la situazione è questa. Una forza di taglio tangenziale al piano del disco agisce sul disco, tale forza sollecita il disco a taglio e torsione, entrambe queste sollecitazioni producono sforsi di taglio sul cordone di saldatura.
Secondo me NON si può usare il metodo semplificato, perché il cordone è circolare e le varie parti non partecipano allo stesso modo alla resistanza. In particolare le parti del cordone piu sollecitate sono quelle orizzontali, mentre quelle verticali sono virtualmente scariche dalla forza di taglio, ossia lo sforzo dovuto al solo taglio sul cordone va come $sintheta$, è tutt'altro che uniforme.
Lo sforzo dovuto a torsione invece è uniforme su tutto il cordone
Secondo me NON si può usare il metodo semplificato, perché il cordone è circolare e le varie parti non partecipano allo stesso modo alla resistanza. In particolare le parti del cordone piu sollecitate sono quelle orizzontali, mentre quelle verticali sono virtualmente scariche dalla forza di taglio, ossia lo sforzo dovuto al solo taglio sul cordone va come $sintheta$, è tutt'altro che uniforme.
Lo sforzo dovuto a torsione invece è uniforme su tutto il cordone
Viste le informazioni ricevute, concordo.
okey, grazie a tutti. A questo punto quindi devo capire come usare il metodo dimensionale su sezione circolare
La sezione non è circolare. E' una saldatura come tutte le altre.
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