Kwalifikacja: MEC.03 - Montaż i obsługa maszyn i urządzeń
Zawód: Technik mechanik
Jakie są naprężenia w pręcie poddawanym skręceniu z momentem 60 Nm, mając wskaźnik wytrzymałości na skręcanie równy 3000 mm3?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Odpowiedź 20 MPa jest prawidłowa, ponieważ aby obliczyć naprężenia w pręcie skręcanym, można zastosować wzór na naprężenie skręcające, który wyraża się jako: \\( \\tau = \\frac{M}{W} \\), gdzie \\( M \\) to moment skręcający, a \\( W \\) to wskaźnik wytrzymałości na skręcanie. W naszym przypadku mamy moment \\( M = 60 \\, \\text{Nm} \\) oraz wskaźnik wytrzymałości na skręcanie równy \\( W = 3000 \\, \\text{mm}^3 = 3 \\times 10^{-6} \\, \\text{m}^3 \\). Zatem obliczamy naprężenie: \\( \\tau = \\frac{60}{3 \\times 10^{-6}} = 20 \\times 10^6 \\, \\text{Pa} = 20 \, \\text{MPa} \\). Tego rodzaju obliczenia mają na celu zapewnienie, że materiał nie przekroczy swojej granicy plastyczności podczas pracy. W praktyce inżynieryjnej, znajomość momentów i naprężeń skręcających jest kluczowa w projektowaniu elementów maszyn, takich jak wały napędowe czy sprzęgła, które muszą bezpiecznie przenosić obciążenia bez ryzyka uszkodzenia. Dobrą praktyką jest również przeprowadzanie analizy wytrzymałościowej przy użyciu odpowiednich norm, takich jak ISO 3766, aby upewnić się, że projektowane komponenty spełniają wymogi bezpieczeństwa."
Analizując pozostałe odpowiedzi, można zauważyć, że są one wynikiem nieprawidłowego podejścia do obliczeń związanych z naprężeniami w pręcie skręcanym. Warto zauważyć, że w przypadku obliczeń mechanicznych kluczowe jest zrozumienie, co oznaczają poszczególne zmienne i jak prawidłowo stosować wzory. Odpowiedzi 18 MPa, 50 MPa i 5 MPa sugerują różne błędy w obliczeniach. Na przykład, aby uzyskać 18 MPa, można by błędnie przyjąć inny wskaźnik wytrzymałości lub źle obliczyć moment skręcający. W przypadku 50 MPa, mógłby wystąpić błąd wynikający z niewłaściwego przeliczenia jednostek, co jest częstą pułapką przy obliczeniach inżynieryjnych. Z kolei 5 MPa może być wynikiem zignorowania istotnych czynników, takich jak jednostka miary wskaźnika wytrzymałości, co również prowadzi do poważnych błędów w analizach strukturalnych. W praktyce, aby uniknąć takich nieporozumień, inżynierowie powinni zwracać szczególną uwagę na konwersję jednostek oraz na dokładne stosowanie wzorów. Dodatkowo, ważne jest, aby przeprowadzać symulacje komputerowe, które są standardem w nowoczesnym inżynierii, pozwalające na wizualizację naprężeń i potencjalnych punktów krytycznych w projektowanych elementach. Zrozumienie tych podstawowych koncepcji jest kluczowe dla skutecznego projektowania i analizy konstrukcji inżynieryjnych.