Torque-to-Yield
Torque-to-Yield
Opgave 1
Drie strippen zijn op elkaar geklemd door middel van een M6-8.8 bout. Als gevolg van schokbelastingen kunnen de platen ten opzichte van elkaar verschuiven waarbij de schroefverbinding los kan trillen. Om lostrillen te voorkomen is voorgeschreven dat de schroefverbinding zo strak mogelijk moet worden aangehaald. Hiervoor wordt de TTY-aanhaalmethode voorgeschreven.
Ga uit van een wrijvingscoëfficiënt in de schroefdraad van \mu_G = \text{0.2}, een wrijvingscoëfficiënt in het aanlegvlak van \mu_H = \text{0.2} en een wrijvingscoëfficiënt tussen de platen van \mu_i = \text{0.2}.
1a
Bereken de maximaal haalbare voorspankracht F_i (in kN met 2 decimalen). Hiermee is vervolgens het maximum aanhaalmoment te berekenen (is niet gevraagd). Laat alle vervolgstappen in de berekening in formulevorm duidelijk zien. Begin altijd met de basisformule(s).
1b
De schoefverbindingen worden fabrieksmatig aangehaald tot een voorspankracht van F_i. De waarde van F waarbij de platen door wrijving kunnen gaan slippen kan berekend worden met de formule F=A\cdot F_i. Wat is de waarde van A?
a) 0.2
b) 0.4
c) 1
d) 2
Opgave 2
Drie strippen zijn op elkaar geklemd door middel van M8-8.8 bouten. Als gevolg van schokbelastingen kunnen de platen ten opzichte van elkaar verschuiven waarbij de schroefverbinding los kan trillen. Om lostrillen te voorkomen is voorgeschreven dat de schroefverbinding zo strak mogelijk moet worden aangehaald. Hiervoor wordt de TTY-aanhaalmethode voorgeschreven.
Ga uit van een wrijvingscoëfficiënt in de schroefdraad van \mu_G = 0.2 en een wrijvingscoëfficiënt in het aanlegvlak van eveneens \mu_H = 0.2.
2a
Bereken de maximaal haalbare voorspankracht F_i (in kN met 2 decimalen) en het maximum aanhaalmoment (in Nm met 1 decimaal). Laat alle vervolgstappen in de berekening in formulevorm duidelijk zien.
2b
De schoefverbindingen worden fabrieksmatig aangehaald met de TTY aanhaalmethode. In de montagehal wordt overgegaan op een speciaal schroefdraadsmeermiddel met een lagere wrijvingscoëfficiënt. Wat voor gevolg heeft dit voor de schroefverbinding?
a) De klemkracht wordt wordt hoger met dit nieuwe schroefdraadsmeermiddel.
b) De klemkracht wordt in de praktijk lager met dit nieuwe schroefdraadsmeermiddel.
c) De klemkracht blijft gelijk met dit nieuwe schroefdraadsmeermiddel.
2c
a) Bouten van staalkwaliteit 8.8 zijn vervaardigd van medium carbon steel.
b) Bouten van staalkwaliteit 10.9 zijn vervaardigd van high carbon steel.
Opgave 3
Twee buizen zijn door middel van een flensverbinding met 8 bouten M12-8.8 op elkaar geklemd. Om lekkage langs de flensverbinding te voorkomen moet de schroefverbinding maximaal worden aangehaald. Hiervoor wordt de TTY-aanhaalmethode voorgeschreven. In de berekening van het aanhaalmoment wordt uitgegaan wordt van een wrijvingscoëfficiënt in de schroefdraad van \mu_G = 0.2 en een wrijvingscoëfficiënt in het aanlegvlak van eveneens \mu_H = 0.2.
3a
Bereken de maximaal haalbare voorspankracht F_i/F_{0.2} (met 2 decimalen) waarin F_i de initiele voorspankracht is en F_{0.2} de kracht waarbij een zuivere trekspanning R_{p0.2} op zal treden. Laat alle vervolgstappen in de berekening in formulevorm duidelijk zien. Controleer de berekening op rekenfouten / vergissingen. Naarmate de berekening verder verloopt zonder (reken)fouten, worden er meer punten toegekend.
3b
De schroefverbinding wordt aangehaald met de berekende waarde die volgt uit de TTY aanhaalmethode. Echter, in de praktijk blijkt de wrijvingscoëfficiënt \mu_G = \mu_H = 0.15. Wat betekent dit voor de schroefverbinding?
a) De klemkracht wordt in de praktijk hoger dan berekend.
b) De klemkracht wordt in de praktijk lager dan berekend.
c) De schroef zal breken tijdens het aanhalen.
d) De schroefdraad in de moer zal afschuiven tijdens het aanhalen.
Opgave 4
Twee RVS strippen zijn op elkaar geklemd door middel van M8 RVS bouten A4 80. Deze bouten hebben een treksterkte van R_m = \text{800 MPa} en een elasticiteitgrens van R_{p0.2} = \text{450 MPa}. Als gevolg van schokbelastingen kunnen de platen ten opzichte van elkaar verschuiven waarbij de schroefverbinding los kan trillen. Om lostrillen te voorkomen is voorgeschreven dat de schroefverbinding zo strak mogelijk moet worden aangehaald. Hiervoor wordt de TTY-aanhaalmethode voorgeschreven.
Ga uit van een wrijvingscoefficient in de schroefdraad van \mu_G = 0.5 en een wrijvingscoëfficiënt in het aanlegvlak van eveneens \mu_H = 0.5.
4a
Bereken de maximaal haalbare voorspankracht F_i (in kN met 2 decimalen) en het maximum aanhaalmoment (in Nm met 1 decimaal). Laat alle vervolgstappen in de berekening in formulevorm duidelijk zien.
4b
De schroefverbinding wordt aangehaald met de berekende waarde die volgt uit de TTY aanhaalmethode. Echter, in de praktijk blijkt de wrijvingscoëfficiënt \mu_G = \mu_H = 0.7. Wat betekent dit voor de schroefverbinding?
a) De klemkracht wordt in de praktijk hoger dan berekend.
b) De klemkracht wordt in de praktijk lager dan berekend.
c) De schroef zal verder plastisch vervormen dan verwacht of zelfs kunnen breken.
Opgave 5
Twee strippen zijn op elkaar geklemd door middel van een schroefverbinding M8-8.8. Als gevolg van schokbelastingen kunnen de platen ten opzichte van elkaar verschuiven waarbij de schroefverbinding los kan trillen. Om lostrillen te voorkomen is voorgeschreven dat de schroefverbinding zo strak mogelijk moet worden aangehaald. Hiervoor wordt de TTY-aanhaalmethode voorgeschreven. Hierbij ontstaat tijdens het aanhalen een equivalente spanning gelijk aan de vloeispanning van de bout.
Ga uit van een wrijvingscoëfficiënt in de schroefdraad \mu_G=0.22 en ook in het aanlegvlak van \mu_H = 0.22.
5a
Bereken het maximum aanhaalmoment. Laat alle vervolgstappen in de berekening in formulevorm duidelijk zien.
5b
De schroefverbinding wordt aangehaald met het maximum aanhaalmoment waarbij de initiële voorspanning gelijk is aan de vloeispanning. Echter, in de praktijk blijkt de wrijvingscoefficient \mu_G = \mu_H = 0.3. Wat betekent dit voor de schroefverbinding?
Opgave 6
Twee strippen zijn op elkaar geklemd door middel van een schroefverbinding M8-10.9. Als gevolg van schokbelastingen kunnen de platen ten opzichte van elkaar verschuiven waarbij de schroefverbinding los kan trillen. Om lostrillen te voorkomen is voorgeschreven dat de schroefverbinding zo strak mogelijk moet worden aangehaald. Hiervoor wordt de TTY-aanhaalmethode voorgeschreven. Hierbij ontstaat tijdens het aanhalen een equivalente spanning gelijk aan de vloeispanning van de bout.
Ga uit van een wrijvingscoëfficiënt in de schroefdraad \mu_G=0.18 en ook in het aanlegvlak van \mu_H = 0.18.
6a
Bereken het maximum aanhaalmoment. Laat alle vervolgstappen in de berekening in formulevorm duidelijk zien.
6b
De schroefverbinding wordt aangehaald met het maximum aanhaalmoment waarbij de initiële voorspanning gelijk is aan de vloeispanning. Echter, in de praktijk blijkt de wrijvingscoefficient \mu_G = \mu_H = 0.15. Wat betekent dit voor de schroefverbinding?
Opgave 7
Voor het realiseren van een klemverbinding met zo hoog mogelijke klemkracht worden de twee inbusschroeven M6-8.8 aangehaald met de zogenaamde TTY aanhaalmethode. Zonder smering is de wrijvingscoëfficiënt in de schroefdraad en onder de boutkop \mu_G=\mu_H=0.3.
7a
Bereken de te realiseren initiële klemkracht F_i per schroef (trekkracht in de schroef na aanhalen)
7b
In de klemverbinding is een as geschoven met een diameter van d_{as}=20mm, over een lengte van $L=20mm. Veronderstel een klemkracht per schroef F_{klem} = \text{5 kN} en als gevolg een homogene drukspanning rondom de ingeklemde as en een wrijvingscoëfficiënt \mu=0.3.
Bereken de kracht waarmee de as uit de klemverbinding zou kunnen worden getrokken.