Cıvata Grubu Kuvvet Dağılımı Hesaplama

Cıvata grubunda kuvvet nasıl dağılır?

Bir birleşime gelen kuvvet cıvata grubunun ağırlık merkezinden geçmiyorsa cıvatalar iki ayrı etkiyle yüklenir. Kuvvetin kendisi bütün cıvatalara eşit bölünür: buna doğrudan kesme denir. Kuvvetin ağırlık merkezine göre momenti ise levhayı döndürmeye çalışır ve her cıvataya merkeze uzaklığıyla orantılı, yarıçapa dik bir kuvvet bindirir: buna burulma kesmesi denir. Cıvatadaki gerçek kuvvet bu ikisinin vektör toplamıdır.

Formül

Doğrudan kesme F′ = F / n, burulma kesmesi F″ = M × r / Σr² ile bulunur. Burada n cıvata sayısı, r cıvatanın ağırlık merkezine uzaklığı, Σr² bütün cıvataların uzaklık kareleri toplamı, M yükün ağırlık merkezine göre momentidir. En kritik cıvata çoğu zaman merkezden en uzakta olan ve burulma payı doğrudan kesmeyle aynı yöne bakan cıvatadır.

Örnek

Shigley'nin ders kitabındaki örnekte dört cıvata (±75, ±60) mm noktalarındadır ve 16 kN düşey yük ağırlık merkezinden 425 mm uzaktan etkir. Doğrudan kesme 16 / 4 = 4 kN olur. Moment 16 × 0.425 = 6.8 kN·m, her cıvatanın uzaklığı √(75² + 60²) = 96.0 mm, burulma kesmesi 6800 / (4 × 0.096) = 17.7 kN çıkar. Yüke yakın iki cıvatada bileşke 21.0 kN, uzaktaki iki cıvatada 14.8 kN olur. Araç açıldığında bu örnek yüklü gelir.

Araç nasıl kullanılır?

Cıvataların koordinatlarını tek tek girin ya da ızgara ve daire üreticisini kullanın. Yükü bileşenleriyle ya da büyüklük ve açıyla verin, kuvvetin geçtiği bir noktayı yazın. Araç ağırlık merkezini, Σr² değerini, her cıvatadaki bileşenleri ve en çok yüklenen cıvatayı gösterir. Cıvata başına izin verilen kesme kuvvetini girerseniz kullanım oranı da hesaplanır.

Sınırlar

Bu hesap yalnız kuvvet dağılımını verir. Cıvatanın kesme ve ezilme dayanımı, levhanın yırtılması, kenar ve ara mesafeleri ayrıca denetlenir. Elastik yöntem güvenli tarafta kalan bir kabuldür ve ön boyutlandırma için uygundur. Cıvataları çekmeye zorlayan düzlem dışı momentler için ankraj grubu aracındaki çekme dağılımı kullanılabilir.