Złącze Kołkowe — Kontrola bezpieczeństwa

Można sprawdzić, czy kołek jest w stanie bezpiecznie przenosić stosowane obciążenia, czy też ulegnie zniszczeniu.

SOLIDWORKS Simulation określa bezpieczeństwo złącza kołkowego w oparciu o następujące obliczenia współczynnika bezpieczeństwa:

  1. Solver oblicza siły złącza kołkowego dla każdego połączenia sworzniowego. Stosuje wartości bezwzględne sił kołka w celu weryfikacji powodzenia/braku powodzenia.
    • P = abs (siła osiowa)
    • V = abs (siła ścinająca)
    • M = abs (moment zginający)
    • T = abs (moment obrotowy)
  2. Solver oblicza dopuszczalne obciążenia złącza kołkowego w oparciu o zdefiniowaną przez użytkownika Wytrzymałość kołka i Obszar naprężenia rozciągającego ( Menedżera właściwości PropertyManager Złącze — kołkowe > Dane wytrzymałości ).
    • Pallowable = dopuszczalne obciążenie osiowe = Wytrzymałość kołka * Obszar naprężenia rozciągającego
    • Vallowable = dopuszczalne obciążenie ścinające = 0,5 * P dopuszczalne
    • Mallowable = dopuszczalne obciążenie momentem zginającym = 2 * Wytrzymałość kołka * (I/d), gdzie d jest średnicą kołka, a I jest momentem bezwładności kołka = (pi * d^4)/64.
  3. Solver oblicza współczynnik bezpieczeństwa oddzielnie dla obciążeń osiowych, ścinających i zginających zastosowanych do kołka. Oblicza również czwarty współczynnik bezpieczeństwa dla połączonych obciążeń zastosowanych do kołka.
    • FSA = osiowy współczynnik bezpieczeństwa = Pallowable/P
    • FSS = współczynnik bezpieczeństwa ścinania = Vallowable/V
    • FSM = współczynnik bezpieczeństwa momentu zginającego = Mallowable/M
    • Solver oblicza współczynnik bezpieczeństwa dla połączonych obciążeń FSc na podstawie rozwiązania równania trzeciego rzędu (tylko pierwiastki dodatnie):

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

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

  4. Solver wybiera minimalny współczynnik bezpieczeństwa dla kryterium powodzenia/braku powodzenia kontroli bezpieczeństwa:
    • FS = min (FSA, FSS, FSM, FSc (1,2,3))
    • Jeżeli FS > zdefiniowany przez użytkownika Współczynnik bezpieczeństwa, złącze kołkowe jest bezpieczne i może przenosić zastosowane obciążenia bez awarii.
    • Jeżeli FS < zdefiniowany przez użytkownika Współczynnik bezpieczeństwa, złącze nie jest bezpieczne i należy ponownie przeanalizować definicję złącza kołkowego.
  • Współczynnik bezpieczeństwa definiuje się w części Menedżer właściwości PropertyManagerZłącze — kołkowe > Dane wytrzymałości.
  • W przypadku modeli z definicjami kołka, które mają wiele segmentów kołka, oprogramowanie wybiera najmniejszy współczynnik bezpieczeństwa obliczony dla każdego połączenia kołkowego w celu weryfikacji powodzenia/braku powodzenia kontroli bezpieczeństwa.
  • W przypadku złączy sprawdzenie powodzenia/niepowodzenia jest dostępne dla badań liniowych i nieliniowych statycznych. Dla badań nieliniowych, oprogramowanie wyświetla stan powodzenia/niepowodzenia wszystkich złącz kołkowych i śrubowych dla każdego kroku rozwiązania.