Čepová spojka – Bezpečnostní kontrola

Je možné zkontrolovat, zda šroubová spojka bezpečně snese působící zatížení nebo selže.

Aplikace SOLIDWORKS určí bezpečnost čepové spojky na základě následujících výpočtů koeficientu bezpečnosti:

  1. Řešič vypočítá síly čepové spojky působící na každý čepový spoj. Použije absolutní hodnoty sil čepové spojky pro kontrolu typu projde/neprojde.
    • P = abs (axiální síla)
    • V = abs (smyková síla)
    • M = abs (ohybový moment)
    • T = abs (krouticí moment)
  2. Řešič vypočítá přípustné zatížení čepové spojky na základě uživatelem definované Pevnosti čepu a Oblasti napětí v tahu ( Čepová spojka PropertyManager > Data pevnosti ).
    • Pallowable = přípustné axiální zatížení = Pevnost čepu * Oblast napětí v tahu
    • Vallowable = přípustné smykové zatížení = 0,5 * Pallowable
    • Mallowable = přípustné zatížení ohybového momentu = 2 * Pevnost čepu * (I/d), kdy „d“ je průměr čepu a „I“ je moment setrvačnosti čepu = (pi * d^4)/64.
  3. Řešič vypočítá koeficient bezpečnosti odděleně od axiálního, smykového a ohybového zatížení působícího na čep. Rovněž vypočítá čtvrtý koeficient bezpečnosti pro zkombinovaná zatížení působící na čep.
    • FSA = axiální koeficient bezpečnosti = Pallowable/P
    • FSS = smykový koeficient bezpečnosti = Vallowable/V
    • FSM = koeficient bezpečnosti ohybového momentu = Mallowable/M
    • Řešič vypočítá koeficient bezpečnosti pro zkombinovaná zatížení, FSc, z řešení rovnice třetího řádu (pouze kladné kořeny):

      FSc2 * (Ra+Rb)2+FSc3 * Rs3-1 = 0,

      kdy Ra = P/Pallowable; Rs = V/Vallowable; Rb = M/Mallowable

  4. Řešič vybere minimální koeficient bezpečnosti pro kritérium kontroly projde/neprojde:
    • FS = min (FSA, FSS, FSM, FSc (1,2,3))
    • Pokud FS (koeficient bezpečnosti) > uživatelem definovaný koeficient bezpečnosti, je čepová spojka bezpečná a dokáže zvládat působící zatížení bez selhání.
    • Pokud je FS (koeficient bezpečnosti) < uživatelem definovaný koeficient bezpečnosti, spojka není bezpečná a budete potřeba znovu zkontrolovat definici čepové spojky.
  • Koeficient bezpečnosti se určuje ve správci PropertyManager Čepová spojka > Data pevnosti.
  • V případě modelů s definicemi čepové spojky, které mají více čepových segmentů, software vybere alespoň nejmenší koeficient bezpečností kontrolu u každého čepového spoje projde/neprojde.
  • Pro lineární a nelineární statické studie je dostupná kontrola spojek typu projde/neprojde. U nelineárních studií software zobrazí stav (prošel/neprošel) všech kolíkových a šroubových spojů pro každý krok řešení.