كيف تحسب قوة قص البراغي؟

تشير قوة قص البرغي إلى قدرته على تحمل أقصى قوة قص دون أن ينكسر عند تعرضه لقوة خارجية جانبية. يمكننا فهم طريقة الحساب والمعايير وبعض القيم المحددة لقوة قص البرغي.

أولاً، معادلة حساب قوة قص البرغي هي W=P/F=P/ab، حيث P هي الحمولة عند الكسر (N)، وF هي مساحة التداخل (سم^2)، وa هي طول التداخل (سم)، وb هي عرض التداخل (سم). هذا يعني أن قوة قص البرغي مرتبطة بحجمه وشكله. من خلال قياس هذه المعلمات وتطبيق المعادلة أعلاه، يمكن حساب قوة قص البرغي.

ثانيًا، ترتبط قوة قص البرغي أيضًا بدرجة مادته. على سبيل المثال، البرغي من الدرجة 4.8 له قوة قص تبلغ نصف قوة الشد تقريبًا، في حين أن البرغي من الدرجة 12.9 له قوة قص تبلغ 900 ميجا باسكال. وهذا يشير إلى أن البراغي من درجات مختلفة لها معايير مختلفة لقوة القص.

وعلاوة على ذلك، يتم تحديد القيمة التصميمية لقوة قص البراغي من خلال البيانات الإحصائية من اختبارات التوصيلات، مما يعني أن قوة القص الفعلية للمسامير المستخدمة قد تختلف بناءً على ظروف معينة ونتائج الاختبارات.

ما هي طرق حساب قوة القص للمسامير؟

تتضمن طرق حساب قوة القص للبراغي بشكل أساسي تحليل العناصر المحدودة والاختبار التجريبي.

تحليل العناصر المحدودة هي طريقة تتنبأ بسلوك المواد أو الهياكل تحت القوة من خلال إنشاء نموذج رياضي. يمكنها تقييم أداء القص للبراغي دون تدمير فعلي. يمكن استخدام هذه الطريقة في تصميم وتحسين أنواع محددة من البراغي مثل البراغي العمياء، من خلال محاكاة سلوك مقاومة البراغي تحت قوة القص البحتة لدراسة أدائها الحامل.

يقيّم الاختبار التجريبي من خلال التحميل الفعلي وملاحظة وضع فشل البرغي، والذي يمكن أن يعكس مباشرةً قوة القص الفعلية للمسمار.

سيناريوهات تطبيق كل من هاتين الطريقتين لها تركيزها الخاص. يعد تحليل العناصر المحدودة مناسبًا للمرحلة المبكرة من تصميم المسامير، حيث يحتاج إلى تقييم تأثير مخططات التصميم المختلفة على أداء القص للمسامير، بالإضافة إلى التنبؤ بأداء المسامير وتحسينه أثناء عملية التصميم.

غالبًا ما يتم تطبيق الاختبار التجريبي في المرحلة اللاحقة من تطوير المنتج، ويستخدم للتحقق من دقة وموثوقية التصميم، مما يضمن قدرة منتج البرغي على تلبية متطلبات الأداء في التطبيقات الفعلية.

الوصلة المثبتة بمسامير تحت قوة القص العاملة

كما هو موضّح في الشكل 1-8، تستخدم هذه الوصلة مسمارًا لمقاومة الحمل الشغلي F من خلال ثقب مثقوب. بافتراض أن كل مسمار يتلقى حمولة عمل متساوية، فإن قوة القص التي يتلقاها كل مسمار هي F.

لذلك، تكون حالة قوة الانضغاط بين قضيب البرغي وجدار الفتحة:

شروط قوة قص البراغي هي:

في الصيغة

F تمثل قوة القص العاملة المبذولة على البرغي بالنيوتن;

d₀ يمثل قطر وجه القص في البرغي، والذي يمكن اعتباره قطر فتحة البرغي، بالملليمتر;

يمثل [τ] قوة القص المسموح بها للخيط، بوحدة MPa، للصلب

أين:

[S]_τ هو عامل الأمان وفقًا للجدول 1-9;

L_دقيقة يمثل الحد الأدنى لارتفاع قضيب الترباس الذي يضغط عليه جدار الثقب، بالملليمتر.

أثناء التصميم، L_دقيقة يجب أن يكون أكبر من أو يساوي 1.25د؛ i يمثل عدد أوجه القص على قضيب البرغي. في الشكل 1-1 ب، i=2، وفي الشكل 1-8، i=1.

عادةً ما يتم تحديد إجهاد القص المطلوب للبراغي ب 60 ميجا باسكال.

كيفية ضبط قوة قص البراغي وفقًا لظروف التشغيل

في التطبيقات العملية، يمكن تعديل قوة قص البراغي لتلبية متطلبات محددة بناءً على ظروف الاستخدام بعدة طرق:

اختر نوع البرغي المناسب: اعتمادًا على سيناريو الاستخدام، اختر البراغي عالية القوة أو البراغي العادية. البراغي عالية القوة مناسبة لتوصيل الهياكل المهمة، مثل الجسور والهياكل الفولاذية، حيث يجب ضمان موثوقية وسلامة الوصلات. تستخدم البراغي العادية على نطاق واسع في المعدات الميكانيكية العامة والأثاث.

احسب إجهاد القص للمسمار: بتبسيطها من المعادلة F = A × (F / A)، فإن قوة القص للمسمار تساوي القوة التي يتعرض لها المسمار. تساعد هذه الخطوة على فهم قوة القص القص القصوى التي يمكن أن يتحملها البرغي تحت حمولة محددة، مما يوفر أساسًا للاختيار اللاحق.

ضع في اعتبارك قابلية تشوه البرغي: لمعالجة مشكلة عدم كفاية قابلية تشوه موصلات القص ذات البراغي غير الكافية، يمكن استخدام موصلات القص ذات قابلية تشوه عالية لتحسين أدائها. يمكن لهذا التصميم تحسين قدرة البرغي على التكيف والموثوقية دون التضحية بالكثير من القوة.

اضبط عامل الأمان: اعتمادًا على قوة البرغي وظروف الاستخدام المتوقعة، يجب تعديل عامل الأمان بشكل مناسب. على سبيل المثال، يمكن حساب إجهاد القص المسموح به بقسمة إجهاد القص على عامل الأمان. يمكن أن يؤدي ضبط عامل الأمان إلى تحسين أداء البرغي مع ضمان السلامة.

ضع في اعتبارك العوامل البيئية: بالنسبة للمثبتات عالية القوة التي تتعرض لبيئات قاسية على المدى الطويل، مثل تلك المستخدمة في طاقة الرياح، يجب إيلاء اهتمام خاص لظروف صيانتها وثباتها. في هذه الحالة، قد تكون هناك حاجة إلى مواد أو طلاءات خاصة لتعزيز مقاومة البرغي للتآكل والمتانة.

اتبع الإجراءات الفنية: بالرجوع إلى الإجراءات الفنية لوصلات البراغي عالية القوة في الهياكل الفولاذية، يمكن لتدابير مثل زيادة سطح احتكاك الطلاء ومعامل مقاومة الانزلاق، وزيادة وصلات الشد ووصلات توصيل اللوحة الطرفية أن تحسن أداء وموثوقية وصلات البراغي بشكل فعال.