Spänning/Töjning

Question 1

Inom hållfasthetsläran används spänning och töjning i stället för kraft och förskjutning för att beskriva ett materials påkänning. Förklara kortfattat varför.

Answer 1

Eftersom spänning och töjning beror på materialets egenskaper & geometri medans kraft och förskjutning
endast beror på en specifik last.

För att kunna ta hänsyn till deformationerna kan inte kroppen betraktas som stel (som i stelkroppsmekaniken) och därför vill man istället nyttja spänning och töjning istället för kraft och förskjutning.

Question 1

Vilka tre faktorer påverkar normal- och skjuvspänningens storlek för en homogen stång vid enaxlig dragning?

Answer 1

1. Tvärsnittsarean A
2. Dragkraften P
3. Elasticitetsmodulen E

Question 2

Hur ritas skjuv- och normalkraft ut från en snittyta

Answer 2

Skjuvkraften ritas ut längs med snittytan och normalkraften ritas ut vinkelrätt mot snittytan

Question 3

Förklara kortfattat skillnaden mellan en konstitutiv lag och jämvikt

Answer 3

Den konstitutiva lagen beskriver sambandet mellan spänning och töjning och det utsatta materialets egenskaper spelar roll.

Jämvikt beskriver istället sambandet mellan krafter och moment och är oberoende av materialval. Det handlar snarare om att upprätthålla balansen i ett system, där inga förändringar sker över tid

Question 4

Vad är flytlastförhöjningen ett mått på?

Answer 4

Ett mått på den lastkapacitet som är tillåten om plastisk deformation får inträffa

Question 5

Konstitutivlagen för ett linjärt termoelastiskt material har två termer. Beskriv dessa termer kortfattat och ange deras ursprung.

Answer 5

1. Elasticitetstermen
   Beskriver hur materialet som deformeras utsätts för någon förändring utan att temperaturen förändras. Denna term kommer från Hookes.
2. Termiska expansionstermen
   Beskriver hur materialet förändras beroende på förändring i temperaturen. Denna term kommer från dem termiska expansionskoefficienten

Question 6

Vilka samband krävs för att beräkna stångkrafterna i ett statiskt obestämt fackverk? Förklara kortfattat.

Answer 6

1. Statisk jämvikt
2. Stångens deformation. Varje stång deformeras beroende på längd och tvärsnittsarea.
3. Kraftöverföringen. Kraften mellan två sammanlänkade stänger är lika stor och motsatt riktad.

Question 7

Ett gott råd säger att du skall vara försiktig och inte skada ytan på roterande axlar. Ge en kortfattad förklaring till detta råd utifrån det du lärt dig i kursen.

Answer 7

Ytan hos roterande axlar är viktig för att säkerställa att spänningar fördelas jämnt. En ojämn yta kan skapa vibrationer vilket kan leda till utmattning av materialet. En ojämn yta kan även leda till friktion vilket kan leda till överhettning och därmed termisk expansion.

Question 8

Passningsfel kan orsaka restspänningar. Vad innebär detta?

Answer 8

Restspänning = spänningar som kvarstår trots att den ursprungliga orsaken till spänningarna har upphört.

Det kan uppstå när två komponenter som ska passa ihop har blivit feldimensionerade vilket skapar oönskade spänningar. Detta kan skapa problem som deformationer, sprickbildningar eller en försämrad hållbarhet.