A klimatikus feszültségek meghatározása vékony lamella esetén

A 8.1.5-ben leírt számítást megismételjük ugyanazon a tartón, úgy hogy a 150 x 300 mm-es keresztmetszetű tartó 30 mm-es lamellái helyett 10 mm-es lamella vastagsággal számolunk.

Ebben az esetben is a 0., 1., 2., és a 12. keresztmetszetek klimatikus sajátfeszültségeit hatá-roztuk meg, ugyan azon klimatikus terhelés esetén. A tartó bemenő adataiban az egyetlen változás a lamella vastagság.

A kapott eredményeket itt is Excel program segítségével határoztuk meg, majd táb-lázatokban és grafikonokon ábrázoljuk.

73. ábra A klimatikus feszültségek a ragasztási rétegekben a 0. keresztmetszetben (12. táblázat eredményei)

74. ábra A klimatikus feszültségek a ragasztási rétegekben a 1. keresztmetszetben (12. táblázat eredményei)

75. ábra A klimatikus feszültségek a ragasztási rétegekben a 2. keresztmetszetben (12. táblázat eredményei)

-10,00 -5,00 0,00

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

σyy feszültség MPa

Ragasztóréteg száma

-1,00 0,00 1,00 2,00

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 τimax feszültség MPa

Ragasztóréteg száma

0,00 1,00 2,00 3,00

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 σyy feszültség MPa

Ragasztóréteg száma

12. táblázat klimatikus sajátfeszültségek a 0, 1, 2, és a 12. keresztmetszeti helyeken a ragasztási rétegekben

Ragasztási réteg ( esetén lamella) Klimatikus sajátfeszültségek

0. km 1. km

76. ábra A klimatikus feszültségek a ragasztási rétegekben a 12. keresztmetszetben (12. táblázat eredményei)

Ha a kapott eredményeket összehasonlítjuk a 8.1.5-ben kapott eredményekkel, azt láthatjuk, hogy vékony lamellák esetén a rostokkal párhuzamos normálfeszültségeket kivé-ve körülbelül fele akkor klimatikus sajátfeszültségek lépnek fel. A rostokkal párhuzamos normálfeszültségek szinte megegyeznek. Ugyanakkor megállapíthatjuk, hogy a klimatikus sajátfeszültségek még az utóbbi esetben sem hanyagolhatóak el a rétegelt-ragasztott tartók tervezése, illetve ellenőrzése során.

9 A feszültségek összegzésének bemutatása, vastag és vékony lamellák esetén

A külső terhelésből származó feszültségek, és a sajátfeszültségek számításánál a jelölések nem egyeznek meg (mert a szakirodalmak tanulmányozását az eredeti jelölésrendszer meg-könnyíti), így ahhoz, hogy a feszültségeket összegezni tudjuk, egységesítenünk kell a jelö-léseket. Mivel a sajátfeszültségeknél kétféle feszültséget is meghatároztunk (gyártási és klimatikus sajátfeszültségek), így ennek a jelöléseihez igazítjuk a külső terhelésből szárma-zó feszültségek jelöléseit. Vagyis a már számolt külső terhelésből keletkező feszültségek a következő képen módosulnak a jelölésben:

 – rostokkal párhuzamos normálfeszültségek,

 – rostokra merőleges normálfeszültségek,

 – nyírófeszültségek.

Ezek megadásával a különböző terhelésekből származó feszültség-fajták egy keresztmetsze-ten belüli összegzése már könnyen elvégezhető, hiszen csak az azonos indexű feszültség-komponenseket kell előjelhelyesen összevonni. Előbb azonban azt kell megvizsgálnunk, hogy hol, és melyik keresztmetszetekben kell, illetve érdemes az összegzést elvégezni.

Olyan keresztmetszeteket kell keresnünk, ahol maximális feszültségek keletkeznek.

Ezen helyek megkeresése a vizsgált tartókon jelentősen leegyszerűsödik, köszönhetően a szimmetriának. A külső terhelésből származó feszültségek maximuma a 12. jelű

kereszt-metszet. A külső terhelésből itt keletkeznek a maximális és feszültségek. A nyírófe-szültségek maximuma pedig a nyíróerő maximumának helyén lép fel, amely, a 0. és a 21.

hely (az egyik pozitív, a másik negatív szélsőérték).

A sajátfeszültségek a tartó közbenső részén (a rosttal párhuzamos normálfe-szültségek) és a tartó végein, az úgynevezett „zavart” szakaszon (Lásd a 3.2.1 fejezet 22.

ábráját) keletkeznek. A rostiránnyal párhuzamos normálfeszültségek szélső értéke a tartó-végtől számított h/2 távolságra, ill. a zavarmentes szakasz maximális normálerő és hajlító nyomaték helyén van. A rostokra merőleges normálfeszültség maximumának helye a vég-keresztmetszet. A rostra merőleges normálfeszültség kisebbik szélső értéke a tartóvégtől számított h/6 távolság.

Tehát a feszültség összegzéseket a 0., 1., 2. és a 12. keresztmetszetekben kell elvé-geznünk vastag és vékony lamellából álló tartó esetén is, hogy a maximális feszültségeket, illetve a kritikus feszültségállapotokat meghatározhassuk. Minden kijelölt keresztmetszet-ben, annak minden ragasztórétegében és lamellájában előjelhelyesen össze kell adni a külső terhelésből, a klimatikus terhelésből és a gyártás során keletkező feszültségfajtákat. A szá-mításokat Excelben végeztük, aminek eredményeit, táblázatban és grafikonokon ábrázoltuk.

A 12. keresztmetszet feszültség összegzését és eredményét grafikailag részle-tezve is láthatjuk vastag (77. ábra), és vékony lamellák (78. ábra) esetén. A feszültségek összegzésének menete az ábráról könnyen leolvashat. Ezekből az ábrákból egyértelműen kiderül, hogy az eddigi mértezési gyakorlat sokkal kisebb normálfeszültségeket tekintett mérvadónak, mint az számításaink alapján adódik. A két ábra egymás alatt, azt is jól szem-lélteti, hogy ugyanazon a tartón, ugyanolyan terhelés és geometria esetén, csak a lamella vastagság változtatásával milyen nagy feszültségkülönbségeket kaphatunk. Így az egyértel-műen kimondható, hogy a vékony lamellából álló tartó nem véletlenül reped kevésbé. A 2.2.1.1 fejezet, 3. pontjában leírt és a 8. ábra látható felmérési eredményt tudtuk igazolni azzal, hogy ugyanolyan teher és geometria esetén a vastag lamellájú tartók megrepedtek, míg a vékony lamellájú tartók a csarnokban nem mutattak repedéseket. Ugyanennek a feje-zetnek a 2. és 6. pontját is igazolni tudjuk a számítási eredményekkel, hiszen a 2. pontban azt mondtuk ki, hogy a tartó végénél gyakoriak a repedések. Ennek oka egyértelműen a gyártási- és klimatikus sajátfeszültségek, melyek maximum helyei a tartó végeknél találha-tók. A 6. pontban az egyenletes klimatikus körülmények között lévő rétegelt-ragasztott tar-tók jobb viselkedését figyelhettük meg, vagyis, hogy a tartar-tók kevésbé repednek. Ezt úgy érhetjük el, hogy a tartó lamelláinak nedvességtartalmát a gyártás és az élettartam folyamán változatlan értéken tartjuk.

77. ábra A feszültség összegzésének grafikai részletei a 12. keresztmetszetben vastag lamellák esetén

78. ábra A feszültség összegzésének grafikai részletei a 12. keresztmetszetben vékony lamellák esetén

9.1 A 30 mm vastag lamellákból álló tartó feszültségeinek összegzése

13. táblázat Feszültségösszegzés a 0. keresztmetszetben

Feszültségösszegzés a 0. keresztmetszetben

Ragasztási réteg ( ese- tén lamella) Külső terhelésből származó

feszültségek Gyártási sajátfeszültségek Klimatikus sajátfeszültségek Összesített feszültségek

[MPa] [MPa] [MPa] [MPa]

14. táblázat Feszültségösszegzés a 1. keresztmetszetben

Feszültségösszegzés az 1. keresztmetszetben

Ragasztási réteg ( ese- tén lamella) Külső terhelésből származó

feszültségek Gyártási sajátfeszültségek Klimatikus sajátfeszültségek Összesített feszültségek

[MPa] [MPa] [MPa] [MPa]

15. táblázat Feszültségösszegzés a 2. keresztmetszetben

Feszültségösszegzés a 2. keresztmetszetben

Ragasztási réteg ( esetén lamella) Külső terhelésből származó

feszültségek Gyártási sajátfeszültségek Klimatikus sajátfeszültségek Összesített feszültségek

[MPa] [MPa] [MPa] [MPa]

16. táblázat Feszültségösszegzés a 12. keresztmetszetben

Feszültségösszegzés a 12. keresztmetszetben

Ragasztási réteg ( esetén lamella) Külső terhelésből származó

feszültségek Gyártási sajátfeszültségek Klimatikus sajátfeszültségek Összesített feszültségek

[MPa] [MPa] [MPa] [MPa]