A tensão do rolamento varia ao longo do parafuso?

Atualmente estou trabalhando em problemas para minha mecânica de curso de material, e acabei de aprender como calcular a tensão de cisalhamento em um parafuso segurando placas empilhadas. Que seja um único ou duplo cisalhamento, eu tenho que considerar cada plano de cisalhamento. No entanto, o que acontece com o estresse do rolamento? Eu sei que depende da área de contato, que é o diâmetro * da espessura da placa. Se houvesse três chapas (cisalhamento duplo) e eu olhasse apenas a parte do parafuso em cada chapa, a tensão do mancal não seria diferente? Eu tenho que olhar para o parafuso inteiro de uma vez para calcular o estresse do rolamento?

Eu acho que a resposta para a pergunta seria o estresse de rolamento é diferente ==>

SIM!

estresse rolamento iria variar ao longo do parafuso em diferentes secções em placas ...

e você não pode olhar para o parafuso inteiro de uma só vez para calcular o estresse do rolamento

aqui está uma explicação pictórica, por que precisamos considerá-lo em diferentes seções e como calcular as tensões nos rolamentos (se você quiser).

Vamos supor que temos um arranjo de 3 placas, como mostrado na foto.

onde esta coisa azul à direita é chamada CLEVIS e no LHS nós temos uma placa.

Olhando para a visão transversal, digamos:

que

Esta conexão consiste em uma barra chata A (que eu vou referir aqui como apenas placa), uma manilha C, e um parafuso B que passa através de orifícios na placa e na manilha. Sob a ação das cargas de tração P, a placa e a manilha pressionarão o parafuso no mancal e as tensões de contato, chamadas de tensões de mancal, serão desenvolvidas.

As tensões de contato, sendo as tensões de contato, dependem do contato entre duas superfícies, de modo que a resposta a * Eu tenho que olhar todo o parafuso de uma vez para calcular o estresse do rolamento * é respondida aqui e a resposta é NÃO

você tem que olhar para cada área de contato não apenas porque você quer calcular, mas mais porque olhar para o parafuso inteiro de uma vez para calcular o estresse do rolamento é CONCEITUALMENTE ERRADO !!!

& NOW, suponha que a clevis tenha uma placa superior e inferior de diferentes espessuras ... mesmo que não pareça ...

mas vamos apenas dizer por um momento.

$P_1$$P_3$

$P_1$$P_3$$P$

As tensões de rolamento exercidas pela manilha contra o parafuso aparecem no lado esquerdo do diagrama de corpo livre (veja 1 e 3).

E

As tensões de mancal da placa aparecem no lado direito (veja 2).

Aqui, fazemos uma suposição, ou seja:

Como a distribuição real das tensões do mancal é difícil de determinar, então normalmente assumimos que as tensões são uniformemente distribuídas.

$\sigma_{b}$$F_b$$A_b$

$A_b$

ASSIM, seguir-se-iam as EXPRESSÕES para estresses de rolamentos em diferentes contatos:

$plate_1$

$$\begin{align} \begin{pmatrix} \sigma_1 = \dfrac{P_1}{d * t_1} \end{pmatrix} \end{align}$$

$plate A$

$$\begin{align} \begin{pmatrix} \sigma_2 = \dfrac{P}{d * t_2} \end{pmatrix} \end{align}$$

$plate_3$

$$\begin{align} \begin{pmatrix} \sigma_3 = \dfrac{P_3}{d * t_3} \end{pmatrix} \end{align}$$

$t_1$$t_3$

O cisalhamento do parafuso é um estado limite para o parafuso, enquanto o estresse do rolamento é mais um estado limite para as placas conectadas. Portanto, faz sentido avaliar o estresse do rolamento em uma base placa a placa. Quando duas ou mais placas compartilham a carga, você pode considerar a espessura total em cada direção carregada versus a carga total aplicada.

Suponho que, em princípio, quando duas ou mais placas compartilham a carga, você pode dividir a carga entre as placas com base na área relativa do rolamento e avaliar a adequação de acordo com a necessidade. No entanto, como a 'largura' carregada é a mesma para todas as placas (isto é, o diâmetro do parafuso), essa abordagem daria o mesmo resultado.

Um pequeno experimento de pensamento qualitativo:

• Existem dois planos de cisalhamento e três com 'áreas'
• A tensão nos dois planos de cisalhamento é igual
• $Plate_1$$Plate_2$$Plate_3$
• $Plate_1$$Plate_2$$t_1$$t_2$

• $Plate_1$$Plate_2$$\frac{P}{bolt diameter(t1 + t2)}$

• $t_1$$t_2$$t_3$

Para um único parafuso que prende uma placa intermediária entre duas placas laterais (assuma ambas a mesma espessura, mas não necessariamente a mesma que a placa intermediária), a junção pode falhar por:

• cisalhamento do parafuso, mas é duplo cisalhamento, então o dobro da área do parafuso.
• rolamento (ou seja, esmagamento) falha do orifício na placa do meio sozinho, por isso diâmetro do parafuso x espessura da placa.
• falha do mancal das placas laterais, mas ambos têm que falhar para que a junta falhe, então duplique a área do mancal de um orifício.

A questão essencial que você deve fazer é "qual área de material deve falhar para que toda a articulação falhe?"

Você também deve verificar a possibilidade de falha de tensão das placas: se os furos forem grandes em comparação com a largura da placa, isso pode ser o modo de falha.