Comment construire votre tout vraiment très vite (10 / 19 étapes)

Étape 10 : Rejoindre plaques parallèles : préchargé entretoises

Il y a une catégorie spéciale de « en utilisant peu de ronds choses à assembler des surfaces parallèles » dont je veux discuter séparément, et qui est à l’aide des boulons d’assemblage avec des entretoises.

J’ai le distinguo entre ceci et juste à l’aide d’entretoises filetées en raison de la façon dont les forces interagissent dans le matériau.

Un peu plus sur la précharge

Tel que mentionné précédemment, précharge est l’application sélective des forces d’une structure telle que les charges externes se manifestant par des forces doivent Annuler la précharge tout d’abord, avant que la structure se déplace. Est une grande explication approfondie précharge mérite d’être lu ici, mais aussi fondamentauxchapitre 9, page 16.

Les effets de la précharge sur entretoises

Notre objectif est d’exiger une fin légèrement différente à l’utilisation de précharge sur entretoises boulonnées. Il n’est pas tant la résistance à la traction de chargement qui est bénéfique tant que la capacité de changer le type de chargement sur les murs de l’entretoise de flexion à la traction et compression. L’augmentation totale de rigidité provient de deux sources principales :

  1. L’extérieur de la gaine est mis en compression. Une charge de flexion aura tendance à comprimer un côté plus tout en soulageant l’autre côté. Si il n’y avait aucune contrainte de compression existant, puis le matériau se déformera plus avant les mêmes niveaux de stress surviennent qu’il contient. Plus le matériau, la contrainte de compression plus peut être ajoutée (plus la précharge). Cela fonctionne jusqu'à ce que les causes de flexion le côté compressé à la rupture (boucle vers l’extérieur) et l’autre de façon irréversible s’étirer (déformation plastique).
  2. Trivialement parlant, l’ajout d’une base beaucoup plus rigide (en supposant que le matériau de construction est sensiblement plus doux que le matériau de boulon) signifie le boulon « sentir » certains de la force de serrage et contribue à la rigidité en raison de leur... beaucoup plus rigides. Le plus près de la culasse et le matériel sont dans le module d’élasticité, moins cet effet entre en jeu. En général, boulons en acier de haute résistance sont utilisés en aluminium ou même en plastique, donc cette méthode a utilement.

Voir image 2 pour une simulation par éléments finis des deux situations où une petite chose ronde est utilisée pour lier ensemble les deux plaques de métal. J’ai même inclus et simulé des contacts pour fausses vis ! Les entretoises et les murs sont définies pour être en aluminium et les boulons se sont des aciers à haute résistance. Une charge de 100 livres-force égale est exercée sur les deux extrémités, et les extrémités sont séparées par un pont étroit, donc ils ne « sentent pas » eachother mais restent contigus.

Avis nettement inférieur à la déviation du côté préchargés. Dans ce cas, à peu près 50 % de moins. (Sachez qu’il s’agit d’une coïncidence - il n’y a aucun arrangement particulier de géométrie qui garanti le 50 % - il n’est pas une règle que « choses préchargés sont deux fois aussi raides ne pas »).

N’oubliez pas de serrer votre boulons !

Image 3 montre ce qui arrive quand seulement 5 lb-force de précharge est appliquée à la vis. C’est essentiellement à la main.

Quelques autres conditions devaient être modifiées en conséquence - je n’avais plus la joie du frottement coulissant entre matières sur le côté droit comme infinie en raison du manque d’effort de précharge, de modélisation, par exemple. Un ajustement coulissant avec frottement a été choisi à la place pour la tête de culasse et l’arbre de la vis.

Comme peut être vu, l’impasse non fileté est effectivement un peu pire. Cela peut s’expliquer par ce dernier étant plus souvent creux et donc déformer de plus pour le même appliqué de force. Dans la vraie vie, le boulon en acier prendrait la majorité de la charge car il est beaucoup plus rigide en dépit d’être plus près du Centre (axe neutre, changement de longeur de zéro) de la courbe.

Long et court : flexion et cisaillement

Cette méthode est plus utile pour des portées plus longues - l’effet devient moins prononcée lorsque la colonnette approche de 3 à 5 fois son diamètre d’en haut, car la force de chargement incarne lui-même plus en cisaillement de flexion. Image 4 est la même structure, avec précharge 500 lbforce encore une fois, mais avec seulement 1.5" longues entretoises. Il n’ya pas trop de différence dans ce cas.

Pourquoi vous ne pouvez pas utiliser des entretoises boulonnées

Si elles peuvent paraître mieux pour de nombreuses applications, il y a quelques inconvénients pratiques aux entretoises. Elles nécessitent une attache accouplement discrete comme un écrou sur l’autre extrémité. C’est toujours une bonne idée d’ajouter une plate rondelle pour les deux côtés pour augmenter la surface de contact et de prévenir l’incorporation ou déformation plastique locale. Ainsi, dans les applications où vous ne pouvez pas rejoindre l’autre côté du matériau bouclée (pour serrer l’écrou), ou en matériaux très doux, une entretoise par passe-est pas possible, ou peut-être même aussi forte, comme une impasse filetée.

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