dubbio su calcolo cerniere a perno

AngeloB

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Ciao A tutti
ho un dubbio sulla verifica delle cerniere a perno.
Vi allego il mio schema di calcolo
mi farebbe piacere avere un vostro parere
 

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AngeloB

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alle pagine 22.3 e 22.4 ci sono quasi tutte le informazioni che cercavo
controllando i punti 22.39,40
se il raggio esterno della forcella è il doppio del raggio del perno (faccio quasi sempre cosi) dal grafico ho ri/re=0.5 > fattore Ka=KB=3.
Quindi le tensioni Sigma A e Sigma B si amplificano almeno di un fattore pari a 3.
ma a voi risultano corrette le formule di Sigma A e Sigma B? non ho trovato riscontro su altri testi
 

meccanicamg

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Per prima cosa UNI CNR 10011 non esiste più ed è stata ritirata. Esiste Eurocodice 3 UNI EN 1993-1-8 dove c'è il dimensionamento e la verifica del perno/cerniera. Perchè ti devi complicare la vita con questa dispensa che hai trovato in rete?

Se hai in mano tutta la UNI 10011 hai anche tutte le indicazioni sulle nomenclature e simbologia ed è spiegato tutto, comunque credo che tutto il ragionamento lo devi buttare e seguire Eurocodice 3.
Ci sono molte formule e ben diverse da quelle che tu hai indicato.

Vai a cercare il post dove ho postato questo.

Le proporzioni geometriche sono state individuate dopo anni e diversi esperimenti e questi garantiscono la riuscita e la durabilità della giunzione.
 

AngeloB

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Grazie per la risposta

Io la norma 10011 non la butterei proprio via.
almeno per abbozzare un progetto può essere utile
ma il paragrafo 5.6.3 della suddetta norma è poco chiaro

l'Eurocodice 3 non lo conosco, devo studiarlo. si può acquistare on line?
Per cortesia mi dai il link del post che dicevi e mandare l'immagine che hai postato in pdf, in questo modo stampata si legge male

Comunque se ho capito bene. Nel mio caso
Fsd (Fed)= 90 kN/2 = 45 kN
gamma mo = coefficiente che vale circa 1.1 o 1.25 (adimensionale)
t nel mio caso è 20 mm
fy= carico di snervamento del materiale, nel mio caso 220 Mpa (è giusto o devo aggingere un coef. di sicurezza?)
d0= 70 mm

Ottengo
a>=((45000*1.1)/(2*20*220))+(2*70/3) =5.6+46.7=52.3 mm io ho 50, che veniva verificato con la UNI 10111, non sono lontano
C>=((45000*1.1)/(2*20*220))+(70/3) = 5.6+23.3=29 mm ci sono.


ho trovato una parte del Eurocodice 3 ma ha una nomenclatura differente da quella che usi te

Non capisco la nomenclatura che usi nella verifica dei perni

Ti riscrivo appena possibile
 

AngeloB

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Ho studiato un poco l'Eurocodice, ma mi perdo un po nella nomencaltura.
Allego estratto, vediamo se ho capito
 

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meccanicamg

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Grazie per la risposta

Io la norma 10011 non la butterei proprio via.
almeno per abbozzare un progetto può essere utile
ma il paragrafo 5.6.3 della suddetta norma è poco chiaro

l'Eurocodice 3 non lo conosco, devo studiarlo. si può acquistare on line? Tutte le normative si possono comprare sul sito dell'UNI.

Per cortesia mi dai il link del post che dicevi e mandare l'immagine che hai postato in pdf, in questo modo stampata si legge male. Non ho il pdf, ma basta che clicchi con il tasto destro sull'immagine e fai SALVA CON NOME o SALVA COME IMMAGINE e da lì stampi e si legge benissimo.

Comunque se ho capito bene. Nel mio caso
Fsd (Fed)= 90 kN/2 = 45 kN
gamma mo = coefficiente che vale circa 1.1 o 1.25 (adimensionale)
t nel mio caso è 20 mm
fy= carico di snervamento del materiale, nel mio caso 220 Mpa (è giusto o devo aggingere un coef. di sicurezza?)
d0= 70 mm

Ottengo
a>=((45000*1.1)/(2*20*220))+(2*70/3) =5.6+46.7=52.3 mm io ho 50, che veniva verificato con la UNI 10111, non sono lontano
C>=((45000*1.1)/(2*20*220))+(70/3) = 5.6+23.3=29 mm ci sono.


ho trovato una parte del Eurocodice 3 ma ha una nomenclatura differente da quella che usi te. Io quella nomenclatura l'ho presa da EUROCODICE 3. Se ce l'hai diversa è perchè forse hai preso UNI ENV 1993-1-1 che non era definitiva e molte sigle e nomi sono diversi.

Non capisco la nomenclatura che usi nella verifica dei perni

Ti riscrivo appena possibile
Ti ho commentato in rosso.
Ti confermo che la dispensa che hai preso non è l'estratto della norma in vigore ma di quella di transizione e quindi da scartare.
 

AngeloB

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Ho rifatto i conti per la piastra
allego risultati.
la piastra si ingrossa rispetto alla norma UNI 10011, vi torna?
appena ho finito carico tavola excel
 

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meccanicamg

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Visto che tu hai usato UNI ENV 1993-1-1 ti allego risultati del foglio di carico inerente al tuo esempio. Ricordati che questa norma è stata sorpassata.
perno_verifica_1.jpg
Se invece usi UNI EN 1993-1-8 (ancora in vigore) dovrai fare alcune valutazioni in più e quindi verifiche in più:

sigmah,Ed<fh,Rd


Inoltre se il perno è sostituibile dovrai valutare anche:

Fb,Rd,ser>Fb,Ed,ser
Mrd,ser>Med,ser
 

meccanicamg

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Ho rifatto i conti per la piastra
allego risultati.
la piastra si ingrossa rispetto alla norma UNI 10011, vi torna?
appena ho finito carico tavola excel
Secondo ex UNI CNR 10011 si ha che il coefficiente di sicurezza gammaMP vale 1.25 mentre per UNI EN 1993-1-8 si ha gammaM0 = 1 di conseguenza con la prima esce un valore di a maggiore del secondo metodo.
 

meccanicamg

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Ti allego secondo EN 1993-1-8:2005 revisione 2 del 2009 di come verrebbero i risultati.
collegamento perno forcella_1.jpg
Come puoi vedere le verifiche sono diverse e in più rispetto a quanto prescritto dalle normative precedenti.
 

AngeloB

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ma il foglio di verifica che fai vedere te lo sei fatto tu oppure è un software commerciale?
Ciao
 

meccanicamg

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E' un foglio excel che mi sono fatto io come tutte le altre cose. Se vuoi un software di verifica e dimensionamento c'è KissSoft. Comunque per una settimana sono fuori e non riesco a seguire molto questa cosa. Basta che recuperi la normativa aggiornata dell'Eurocodice 3 e trovi tutte le soluzioni ai tuoi dubbi. Non è così difficile.

Se posti qui tutti i tuoi dubbi possiamo seguirti tutti, visto che è una cosa di interesse pubblico e non una questione "privata".

Se sei un amante della ex CNR UNI 10011 ti allego l'estratto con le spiegazioni...e qui c'è spiegato tutto per filo e per segno e cosa devi usare o prendere...il ragionamento

perni_UNI10011.png
poi decidi tu se parti da geometria assegnata oppure da spessore assegnato.
 

AngeloB

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Chiedo scusa
non voglio fare una questione privata, è che sono nella cacca.
Adesso cerco di capire l'estratto della norma CNR 10011

Grazie
 

meccanicamg

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Non riesco a capire perchè sei in difficoltà. Non mi sembra una cosa di grande concetto. Non capisco se non riesci a capire i passaggi, oppure se non riesci a capire cosa sono le cose da calcolare. Provo a darti una mano spiegandoti quanto postato sopra.

INRODUZIONE - GEOMETRIA
Hai un giunto formato da 2 piatti avente spessore t1 e un piatto centrale avente spessore t2. Hai un perno passante. Il piatto centrale viene tirato con una forza F che è quella che ti serve e che imponi tu debba trasmettere il giunto. I due piatti laterali, risponderanno quindi ognuno con il 50% della forza F, quindi R = F/2.
Decidi a seconda dei casi se hai il caso con t assegnato e quindi devi avere che a e c valgono quello che valgono (le due distanze dei bordi circolare e piano del piatto), oppure con geometria assegnata dove devi garantire che lo spessore minimo t sia maggiore di... e che il diametro del foro d0 sia minore o uguale a 2.5*tminimo.

RESISTENZA
Adesso devi calcolare quanto vale la forza di taglio T e il momento flettente MF perchè la prima parte prevede l'analisi di resistenza interna dei materiali. Qui di seguito ti allego lo schema da dove vengono fuori le formule da usare.

Per quanto riguarda il taglio si fa un'uguaglianza tra la sollecitazione vera di taglio localizzata e la sollecitazione limite ammissibile di taglio. Da qui si ricava all'equilibrio la forza T.
Idem per la flessione, si fa l'uguaglianza e si ricava il momento MF.
WP_001658.jpg

Ora occorre fare la verifica (vedi punto 3) dove si verificano i rapporti tra Mmax (vero sulla struttura) e MF calcolato e il rapporto tra la forza di taglio vera R e la forza calcolata limite T.


RIFOLLAMENTO
Adesso devi calcolare se si schiaccia il materiale dei piatti o del perno. Quindi devi anche qui fare il confronto con la sigma media, cioè la pressione specifica che si genera sul piatto e sul perno e la pressione specifica limite ammissibile. Da qui ricavi che la forza risultante per il piatto generico (t1 o t2) segue la formula allegata.

Ora devi fare la verifica tra la forza

R<R* con t = t1 per i piatti esterni
R<R* con t = t2, e R = F per il piatto interno

Chiaramente se imponi fin da subito che t2 = 2 * t1 e i materiali uguali per perno e piatti, basta che fai la verifica della prima delle due equazioni (ecco spiegato anche del perchè nel foglio excel ho questa voce e la non totale verifica).
WP_001660.jpg

Attenzione! Se invece hai due materiali diversi, sei obbligato a fare la verifica sopra citata e non considerare la formula t2 = 2 * t1 perchè non esiste più la corrispondenza tra forza e tensione interna. Quindi avrai 4 equazioni da verificare


R<R* con t = t1 per i piatti esterni considerando il carico di snervamento dell'albero
R<R* con t = t2, e R = F per il piatto interno considerando il carico di snervamento dell'albero
R<R* con t = t1 per i piatti esterni considerando il carico di snervamento dei piatti
R<R* con t = t2, e R = F per il piatto interno considerando il carico di snervamento dei piatti
 

AngeloB

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immagine geom collegamenti con perno.jpgMolte grazie, sei un amico

Andiamo per gradi
Geometria
se verifico il piatto centrale lo spessore è t=t2 e la forza è Fsd=F
se verifico i piatti laterali lo spessore è t=t1 e la forza è Fsd=F/2

in entrambi i casi fissato il valore t (che sia t1 o t2)
se spessore asseganto T
a>= ((Fsd*γmp)/(2*t*fy))+(2*do/3)

C>= ((Fsd*γmp)/(2*t*fy))+(do/3)


γmp=1.25
fy= carico di snervamento del materiale
do= diametro foro

Mi sembra di avere capito bene?
 

meccanicamg

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Vedi l'allegato 34090Molte grazie, sei un amico

Andiamo per gradi
Geometria
se verifico il piatto centrale lo spessore è t=t2 e la forza è Fsd=F
se verifico i piatti laterali lo spessore è t=t1 e la forza è Fsd=F/2

in entrambi i casi fissato il valore t (che sia t1 o t2)
se spessore asseganto T
a>= ((Fsd*γmp)/(2*t*fy))+(2*do/3)

C>= ((Fsd*γmp)/(2*t*fy))+(do/3)


γmp=1.25
fy= carico di snervamento del materiale
do= diametro foro

Mi sembra di avere capito bene?
esattamente così. Chiaro che se hai t imposto sarà il t minimo che determina le condizioni di verifica al limite. Se usi t massimo per calcolare la geometria otterrai un giunto molto massiccio
 

AngeloB

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Non sono convinto
con queste proporzioni i cilindri di cui ti allego il catalogo non si potrebbero costruire
non tornerebbero le dimensioni delle forcelle
il materiale sarà penso FE510
 

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AngeloB

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Scusa per la fretta
Le cerniere si muovono una dentro l'altra La forza F è circa 84615 N sul maschio Su ogni maschetta della femmina la forza =F/2 = 84615/2 = 42308 N Il materiale è lega leggera con Sigma Ammissibie= 105 Mpa Mi sembra che i conti quadrino La condizione di carico è eccezionale
 

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