Xác định khi nào bu lông sẽ uốn cong

Tôi đang gắn một ống kim loại vào một ống kim loại như trong sơ đồ dưới đây. Bu lông được luồn qua một thành của ống và không đi qua thành đối diện của ống, nhưng được siết chặt đến mức chạm đáy. Các bu lông đi qua các lỗ chưa được đọc trong ống. Nó cần phải hỗ trợ tải theo hướng mũi tên màu đỏ. Tôi cần một chút khoảng cách giữa ống và ống, vì vậy tôi sẽ dựa vào khả năng của bu lông để chống uốn dưới lực này. Giả sử rằng không có gì khác sẽ đưa ra đầu tiên, tôi sẽ sử dụng số liệu nào để ước tính trọng lượng của nó có thể hỗ trợ trước khi uốn các bu lông? Là nó "uốn cứng" thay vì "sức chống cắt" ? Bu lông thường không quảng cáo độ cứng uốn, vậy tôi sẽ ước tính như thế nào? Tôi biết khoảng cách giữa ống và ống là một yếu tố vì nó làm tăng lực đòn bẩy mà lực phải uốn cong bu lông.

Tôi nghĩ rằng việc lấp đầy khoảng trống giữa ống và ống bằng đai ốc / vòng đệm sẽ tăng cường sự sắp xếp này khi hai bề mặt phẳng được gắn vào, nhưng vì đường ống tròn, có điểm nào không? Tôi không mong đợi một câu trả lời chính xác Tôi chỉ cần một cách để có được ước tính sân bóng mà không cần bẻ cong các bu lông trước khi chọn chúng. Cửa hàng phần cứng không quan tâm đến điều đó.

Đó là cho một đường sắt ngẫu hứng nếu bất cứ ai thắc mắc. Tôi cần tới 80% chu vi của đường ống để thanh trượt bám chặt, đó là lý do tại sao tôi gắn nó theo cách ngu ngốc như vậy.

Một cái gì đó như thế này (không phải hình ảnh của tôi) sẽ lăn dọc theo nó.

Tôi đã không tìm thấy một cách để sản xuất một cái nôi thích hợp cho đường ống. .

Giả sử rằng không có gì khác sẽ đưa ra đầu tiên, tôi sẽ sử dụng số liệu nào để ước tính trọng lượng của nó có thể hỗ trợ trước khi uốn các bu lông? Đây có phải là "độ cứng uốn" chứ không phải là "độ bền cắt"?

Số liệu mà bạn nên quan tâm là "độ cứng uốn" thay vì "độ bền cắt". Sức mạnh cắt phải liên quan đến các lực lượng đối lập rất gần nhau. Đây là nguyên tắc mà kéo làm việc. Thay vì cắt giấy như một con dao, hai lưỡi dao làm cho vật liệu vượt quá độ bền cắt của nó và bạn có được vết cắt sạch đẹp.

Nếu bạn lo lắng về việc bu lông uốn cong thì bạn nên xem xét khu vực của các cơ thể đàn hồi liên quan đến độ võng trong dầm. Trong trường hợp cụ thể của bạn, bạn có một chùm đúc hẫng với một lực duy nhất tác dụng lên nó. Điều này tương tự như "độ cứng uốn".

Bu lông thường không quảng cáo độ cứng uốn, vậy tôi sẽ ước tính như thế nào?

Bạn có thể ước tính độ võng của dầm đúc với tải trọng điểm đơn với phương trình này.

$ \ sigma = (Pháp ^ 3 / (3EI)) (1 + 3b / 2a) $

Ở đâu

$ \ sigma = $ lệch ở cuối chùm

$ F = $ lực

$ E = $ mô đun đàn hồi

$ I = $ thời điểm quán tính

$ a = $ khoảng cách từ đầu chùm đến nơi tác dụng lực

$ b = $ khoảng cách từ điểm mà lực tác dụng đến cuối chùm

Xem liên kết này để biết thêm.

Điều này sẽ cho phép bạn xác định mức độ bạn chốt hoặc "tia" sẽ làm chệch hướng cho một lực nhất định được áp dụng. Tuy nhiên tôi đoán rằng trong tình huống của bạn, bạn không dễ dàng truy cập vào các số liệu chính xác cho mô đun đàn hồi hoặc mô men quán tính cho bu lông của bạn.

Tôi nghĩ rằng việc lấp đầy khoảng trống giữa ống và ống bằng đai ốc / vòng đệm sẽ tăng cường sự sắp xếp này khi hai bề mặt phẳng được gắn vào, nhưng vì đường ống tròn, có điểm nào không? Tôi không mong đợi một câu trả lời chính xác Tôi chỉ cần một cách để có được ước tính sân bóng mà không cần bẻ cong các bu lông trước khi chọn chúng.

Có hai cách để giảm độ võng ở cuối bu-lông của bạn trong khi giữ lực và hình học như nhau. Bằng cách nhìn vào phương trình trên, chúng ta thấy rằng chúng ta chỉ có thể thay đổi $ E $ và $ I $. Trong thực tế, một trong những gợi ý của bạn thuộc về thời điểm quán tính. Bằng cách cài đặt một bu-lông lớn hơn hoặc thêm các đai ốc vào một bu-lông nhỏ hơn, bạn đang tăng mô-men quán tính làm cho độ võng phát triển nhỏ hơn. Bạn lo lắng rằng điều này sẽ không làm gì cả vì đường ống tròn nhưng nó sẽ làm cho một phần của bu lông bị uốn cong ít hơn, điều đó có nghĩa là độ lệch ít hơn ở trục lăn.

Tùy chọn thứ hai bạn có là sử dụng vật liệu có mô đun đàn hồi cao. Bằng cách sử dụng một bu lông làm từ vật liệu cứng hơn, con lăn sẽ lệch đi ít hơn. Bằng cách tối đa hóa hai giá trị này, bạn có thể tăng cường đáng kể các bu lông trong hệ thống này.

Bây giờ cho một lưu ý nhanh chóng của cảnh báo. Theo yêu cầu của bạn về "Giả sử rằng không có gì khác sẽ đưa ra trước", câu trả lời này không tính đến nhiều biến số khác có thể dẫn đến lỗi cấu trúc. Ví dụ, bu lông cứng hơn dễ bị hỏng đột ngột và bằng cách thêm các đai ốc, bạn có thể có thể thêm ứng suất cao hơn vào khu vực giữa các đai ốc và ống. Vui lòng sử dụng thông thường khi bạn hoàn thiện thiết kế của mình và kiểm tra nó vượt quá những gì nó thường xử lý để đảm bảo an toàn khi sử dụng.

Nếu bạn hình dung các vòng đệm của bạn như một khối rắn và loại bỏ khỏi hình trụ kết quả có hình dạng phù hợp với ống mà nó sẽ được nối, bạn sẽ có cái được gọi là yên ống hoặc yên ống. Trong thế giới treo lơ lửng của nhiều năm trôi qua, những chiếc yên ngựa này được đặt giữa hai đoạn ống, với một bu-lông giữ tổ hợp lại với nhau.

Một yên sẽ giao phối với ống trong hình ảnh của bạn, cái còn lại sẽ giao phối với đường ống và các bề mặt tiếp xúc của yên, bằng phẳng, chuyển các lực đồng đều hơn đến hai / bốn mảnh thông qua bu-lông.

Tôi đã thực hiện một tìm kiếm nhanh trên Google về yên ống vì việc tìm kiếm yên ống là không hiệu quả.

Không quá ngạc nhiên khi một sản phẩm từ Máy bay Spruce và Đặc sản sẽ có giá 4,20 đô la Mỹ, nhưng nó là nhôm, thay vì treo nhựa lượn.

Ít tốn kém hơn tại Bấc máy bay cung cấp , người ta có thể có được phiên bản nhựa.

Nếu một cái thậm chí hơi tiện dụng và có các công cụ thích hợp, người ta có thể tạo ra một bộ bằng cách khoan khối nhôm hoặc nhựa theo đường kính yêu cầu và trượt các phần để tạo yên.

Tính năng chính của thiết bị này là trải đều các lực trên diện tích bề mặt lớn hơn, giảm các ứng suất sẽ xảy ra nếu việc nối chỉ được thực hiện bằng bu lông.