Összeállította: Kovács István A szilárdságtan a mechanika egyik ága, amely az erő hatására létrejövő alak – és méretváltozások összefüggéseivel foglalkozik Szilárdságtan Összeállította: Kovács István

Tanfolyami anyag vitorlázórepülő képzéshez Az erő A testek alakjának, méretének, mozgásállapotának megválto-zását előidéző hatást erőnek nevezzük. Összeállította: Kovács István

Összeállította: Kovács István Az erő Az erőt jellemzi: - a nagysága - az iránya - a támadáspontja (– lehet koncentrált, vagy megoszló) Erővektorokkal (nyilakkal) ábrázoljuk. (erőlépték) Összeállította: Kovács István

Összeállította: Kovács István Az erők lehetnek: Aerodinamikai erők Az aerodinamika törvényszerűségei szerint ható erők: felhajtóerő(az áramlás irányára merőleges) légellenállás (az áramlás irányával ellentétes) Tehetetlenségi erők A testek tehetetlenségi törvényei szerint ható erők: - gyorsulás (lassulás) elleni erők F=m*a Rugalmas erők - rezgések Összeállította: Kovács István

A szilárd testekre ható erő Tanfolyami anyag vitorlázórepülő képzéshez A szilárd testekre ható erő A szilárd testekre ható külső erő a testeken, mint terhelés jelentkezik. A testeket érő terhelés az azokat felépítő anyagokban belső feszültségként van jelen. A belső feszültségek, illetve azok változása az anyag igénybevételét okozzák. Az igénybevétel következménye az alakváltozás, az ismétlődő alakváltozás anyagfáradást eredményez. Összeállította: Kovács István

Igénybevételek fajtái Húzás Nyomás Nyírás Hajlítás Csavarás Kihajlás Összeállította: Kovács István

Összeállította: Kovács István Alakváltozások Rugalmas – nem jár maradandó alakváltozással – ( pl. rezgések ) Rugalmatlan – maradandó változással jár – ( pl. törés ) Az alakváltozás mértéke függ az igénybevétel nagyságától, időtartamától, és az azt elszenvedő anyag tulajdonságaitól. Összeállította: Kovács István

Összeállította: Kovács István Húzás 1. Ha egy testre a test középpontjához viszonyítva kifelé mutató, két ellentétes irányú, de azonos hatásvonalú erő (erőpár) hat, húzásról beszélünk. Ha a húzó igénybevétel a rugalmas alakváltozás mértékén aluli, akkor a test az igénybevétel megszűnésével visszanyeri eredeti alakját. Összeállította: Kovács István

A húzóerőt növelve a test tovább nyúlik, majd elszakad. Húzás 2. Ha a húzó igénybevétel meghaladja a rugalmas alakváltozás mértékét az anyag előbb „megfolyik”. (elvékonyodva megnyúlik, ez a kontrakció jelensége.) A húzóerőt növelve a test tovább nyúlik, majd elszakad. Összeállította: Kovács István

Tanfolyami anyag vitorlázórepülő képzéshez A szakítószilárdság A szakítószilárdság egy szerkezeti elem elszakításához szükséges húzóerőt jellemzi. Dinamikus igénybevételt csak jóval kisebb terhelésnél bír elviselni az anyag! Próbatest húzó- vizsgálatával készült diagram FR = rugalmassági határ FF = folyási határ FB = szakítóerő F = húzóerő Összeállította: Kovács István

Néhány anyag szilárdsági adatai Anyag Folyáshatár Legnagyobb Sűrűség megnevezése (MPa) feszültség (g/cm3) (MPa) Szerkezeti acél A36 250 400 7,8 Nagyszilárdságú ötvözött acél A514 690 760 7.8 Zongorahúr (acél) 2000 7,8 Titán ötvözet (6%Al, 4%V) 830 900 4,51 Alumínium (Alloy 2014-T6) 400 455 2,7 Réz-nikkel (10%Ni, 1,6%FE, 1%Mn) 130 350 8,94 Nagy sűrűségű polietilén (HDPE) 26-33 37 0,95 Nylon 45 75 Hernyóselyem 500 Pókselyem 1150 (?) 1200 Szénszál 5650 1,75 Aramid 3620 1,44 Összeállította: Kovács István

Összeállította: Kovács István Nyomás Ha egy testre a test középpontjához viszonyítva befelé mutató, két ellentétes irányú, de azonos hatásvonalú erő (erőpár) hat, nyomásról beszélünk. A nyomás hatása is okozhat alakváltozást, a nyomó-erő nagyságától függően. A rugalmas alakváltozás határát el nem érő terhelés esetén a hatás megszűnésével a test visszanyeri ere-deti alakját. Összeállította: Kovács István

Nyírás Egy síkban hatató, ellentétes irányú erők hatása okozza. Nyíróerők keletkezése a főtartó vasalásán Összeállította: Kovács István

Összeállította: Kovács István Hajlítás Különböző hatásvonalú, ellentétes irányú erők által keletkező igénybevétel teher támasz támasz Összeállította: Kovács István

Hajlító erő a repülőgép szárnyán A felhajtóerő a szárnyat felfelé hajlítja Összeállította: Kovács István

A hajlítóerő vizsgálata a szárny egy keresztmetszeti síkjában Hajlítás A hajlítóerő vizsgálata a szárny egy keresztmetszeti síkjában Összeállította: Kovács István

A hajlítóerő hatása a főtartóvasalásra (R-26 Góbé) Összeállította: Kovács István

Összeállította: Kovács István A szárnyra ható erők Repülés közben a legnagyobb hajlító terhelés 1. a csűrők vonalában keletkezik 2. a féklapszekrénynél jelentkezik 3. a szárnytőben a legnagyobb 4. a szárnyvégeken van Összeállította: Kovács István

Összeállította: Kovács István A szárnyra ható erők A és B repülőgép felszálló tömege azonos. az A-ban egy 100kg tömegű pilóta ül, de szárnyában 100 kg ballasztvíz van,a B-ben két 100kg tömegű pilóta ül. Melyik gép szárnybekötése kap nagyobb terhelést? 1. az A gépé 2. a B gépé 3. egyforma a bekötések terhelése Összeállította: Kovács István

Összeállította: Kovács István Csavarás Az egyik végén befogott merev testre (pl. egy tengelyre) ható forgatónyomaték eredménye a csavaró igénybevé-tel, aminek a hatására a test egy tengelyvonalhoz viszo-nyított szemközti pontjai körívek mentén ellentétes irá-nyú elmozdulást végeznek. A legnagyobb feszültség a kerület mentén keletkezik. Ebből adódóan egy üreges szerkezetnél (pl. cső) az igénybevétel nem emelkedik meg jelentősen. Összeállította: Kovács István

A szárnyra ható csavaró erő A=felület (keresztmetszet) Mcs=csavaró-nyomaték V=falvastagság v A Mcs t = Mcs/2Av Összeállította: Kovács István

Összeállította: Kovács István A szárnyra ható erők A szárnyon repülés közben keletkező csavaró erő legnagyobb részét 1, a főtartó veszi fel 2. a csűrőfelület veszi fel 3. a torziós orrborítás veszi fel 4. a szárnyvég csúszó veszi fel Összeállította: Kovács István

Összeállította: Kovács István A szárnyra ható erők Repülés közben a szárnyon: 1. a szárnyat előre csavaró nyomaték hat 2. a szárnyat hátra csavaró nyomaték hat 3. nem hat csavaró nyomaték 4. a felhajtóerővel arányos csavaró nyo- maték hat Összeállította: Kovács István

A kihajlás ellen görgős vezetők beépítésével védekezünk Kis keresztmetszetű hosszú rúd két vége irányából ható nyomóerő hatására a szerkezeti elem ívesen meghajolhat. szakadás terhelést tovább fokozva begyűrődés és a külső oldalon szakadás következhet be kissé túlterhelve már jelentkezik a kihajlás normál terhelésnél nincs kihajlás gyűrődés A kihajlás ellen görgős vezetők beépítésével védekezünk Összeállította: Kovács István

Összeállította: Kovács István Rugalmas erők A rezgő mozgás a rugalmas testek önmagába szabály-szerűen visszatérő mozgása. A rezgés lehet: csillapított – amikor a rezgő test fokozato- san elveszíti az energiáját (pl.: hangvilla) csillapítatlan – amikor a rezgő test energiája a környezetéből folyamatosan pótlódik (pl.: nyelvsíp) Összeállította: Kovács István

Rezgési jelenségek a repülésben A rezgés jellemzői A rezgés erősége – az amplitúdó A rezgésidő – periódus - hullámhossz A rezgésszám – frekvencia (periódusszám/sec) Rezonancia (Takoma híd) Formája lehet: sík, vagy térhullám Rezgési jelenségek a repülésben Farokremegés – alacsonyabb sebességtartományban Flatter – öngerjesztett rezgés - törésveszély Összeállította: Kovács István

Összeállította: Kovács István Farokremegés Mi okozza a farokremegést? 1. kis sebességnél a farokfelület átesése 2. nagy sebességű fordulónál a csűrőfelület keltette áramlásleválás 3. kis sebességnél a szárnyról leváló örvények hatása 4. az oldalkormány túlzott kitérítése miatti „csúszás” Összeállította: Kovács István

Összeállította: Kovács István Flatter A flatter 1. merev építésű gépeknél alacsony sebességnél gyakori 2. a szárnyon fellépő nyíróerő következménye 3. a Flettner-lap használatakor fellépő jelenség 4. a maximális sebesség felett fordul elő Összeállította: Kovács István

A repülőgépre ható terhelések Légerők felhajtóerő (az áramlás irányára merőleges) légellenállás (az áramlás irányával ellentétes) Földi erők – leszállás, földi mozgatás, tárolás Súlyerő – a tömegvonzásból ered, (repülés közben…!) Tömegerő – gyorsulások hatása (pl. forduló, felvétel) Izomerő – a működtető szervek mozgatásához szüksé- ges erő (kéz 250 N, láb 500 N) Kötélerő – a csörlő vagy vontatókötél erőhatásai Összeállította: Kovács István

Összeállította: Kovács István Vége Köszönöm a figyelmet! Összeállította: Kovács István