Szerkezettechnológia – önfúró csavarok
Szerkezettechnológia Önfúró csavarok vizsgálata Dr. Jakab Gábor
Szerkezettechnológia – önfúró csavarok
• Alkalmazási terület – C, Z, U... – trapézlemezek vékonyfalú szerkezetek, t ≤ 3,5 mm
• Vékonyfalú szerkezetek kapcsolatai – hegesztés? korrózió? átégés? NEM! – ponthegesztés lehetséges – csavarozás? dcsavar vs. tlemez kis csavar kell
Szerkezettechnológia – önfúró csavarok
hatlapfejű csavarfej – fúróval behajtható
domború alátét, gumi alj
~6 - 8 mm
– meghúzáskor kisimul, befeszül, lemezeket összehúzza – vízszigetelést biztosít – nincs minden csavaron
önmetsző menet – meredek emelkedés gyorsan behajtható – a felületi korrózióvédelmet beviszi a lyukba
önfúró vég – nincs szükség előfúrásra – kicsit kisebb átmérő, mint a menetes szakaszon
nincs anya!
Szerkezettechnológia – önfúró csavarok
• Rengetegféle kialakítás, cél – lemezek összekapcsolása – gipszkarton/OSB felerősítése – ...
Szerkezettechnológia – önfúró csavarok
Szerkezettechnológia – önfúró csavarok
• kis teherbírás (függ tlemez-től) • kis merevség (kis méret, vékony lemez) • viselkedés – fő befolyásoló: lemezvastagság, behajtási irány – nincs anya befordul erőirányba nő a nyírt felület húzás is megjelenik – alátét befeszül hajlítja a lemezt – menet felőli lemez lehúzódhat a csavarról – több csavar egymásra hatása?
félmerev kapcsolati viselkedés várható összetett viselkedés, kísérlettel vizsgálandó
Szerkezettechnológia – önfúró csavarok
t1 = t2 = 2,00 mm, LD6T csavar
Szerkezettechnológia – önfúró csavarok
t1 = t2 = 2,00 mm, LD6T csavar
Szerkezettechnológia – önfúró csavarok
• nem konvencionális kapcsolat: rozetta – korcoláshoz hasonló technika – nincs EC-alapú méretezési eljárás csak a szabadalom birtokosa gyártja
Szerkezettechnológia – önfúró csavarok
Vékonyfalú, hidegen hajlított elemek • nagy lemez b/t arány lemezhorpadás, shear lag, flange curling
• merevítetlen, részlegesen merevített lemezek torzulásos horpadás (distortional buckling)
• 1x, 0x szimmetria térbeli elcsavarodó kihajlás
• vékony lemezek imperfekcióérzékenység
Szerkezettechnológia – önfúró csavarok
Vékonyfalú, hidegen hajlított elemek • vékonyfalú szerkezeti elemek viselkedése – véges sávos módszer (FSM) szabvány – véges elemes módszer (FEM) elem szinten a viselkedés jól leírt, ismert méretezés rúdmodell alapján
}
• félmerev kapcsolatok – globális analízis: igénybevétel átrendeződés – kihajlási hossz meghatározandó
Szerkezettechnológia – önfúró csavarok
Vékonyfalú, hidegen hajlított elemek Felvetődő kérdések mi a csavar hatása a kapcsolati merevségre, teherbírásra? van-e szerkezeti elem – kapcsolat interakció? milyen „új” tönkremeneteli módok jöhetnek létre?
Szerkezettechnológia – önfúró csavarok
Vékonyfalú, hidegen hajlított elemek kapcsolati viselkedés vizsgálata - laboratóriumi kísérlet (Fóti Péter, 2002) képlékeny horpadás C150/1.0
csavar nyírás
C200/2.0 ábrák: Paksa Péter, MSc diploma 2011
Szerkezettechnológia – önfúró csavarok
Vékonyfalú, hidegen hajlított elemek • kapcsolati viselkedés vizsgálata – szerkezeti kialakítás megfelelő – van interakció lokális tönkremeneteli módok – kapcsolat merevsége, teherbírásra egyes kialakításokra meghatározva – analitikus kapcsolati modell javaslat P. Fóti, L. Dunai: Experimental behaviour modes of cold-formed frame-corners
a modellhez a csavarmerevség szükséges
Szerkezettechnológia – önfúró csavarok
Vékonyfalú, hidegen hajlított elemek • csavarmerevség ismerete révén – kapcsolat M-Φ görbéje számítható – a kapcsolat rúdmodellbe beépíthető
méretezés – felületszerkezeti modell fejleszthető, verifikálható • teljes szerkezetre • kapcsolatra
labor kísérlet kiváltható szimulációval
Szerkezettechnológia – önfúró csavarok
Csavarmerevség meghatározása • egyszer nyírt kapcsolat, húzó kísérlet – erő - fejelmozdulás diagram felvétele merevség teherbírás
• kísérleti program – – – – –
1, 2, ... n db LD6T típusú csavar tlemez = 1,00 ... 2,50 mm, nem praktikus párok is különböző csavarképek, távolságok csavar behajtásának iránya (t1: fej, t2: menetes oldal) ismételt kísérletek • pontatlanságok miatti szórás
Szerkezettechnológia – önfúró csavarok
Csavarmerevség meghatározása mérés – mágneses pozícióadó – erőmérő cella
adatrögzítés, kijelzés – visual basic + Excel
kiértékelés – MATLAB – merevség, teherbírás gombnyomásra kép: Völgyi István
Szerkezettechnológia – önfúró csavarok
Kapcsolati viselkedés – 1 csavar nyírás t1 = 2,50 mm t2 = 2,50 mm
LD6T_01
ferdülés, lehúzódás t1 = 2,00 mm t2 = 2,00 mm
ferdülés, lehúzódás t1 = 1,00 mm t2 = 1,00 mm
LD6T_02
LD6T_03
kép: hallgatók
Szerkezettechnológia – önfúró csavarok
Kapcsolati viselkedés – 1 csavar palástnyomás t1 = 1,00 mm t2 = 2,50 mm
ferdülés, palástnyomás t1 = 1,50 mm t2 = 2,50 mm
nyírás t1 = 2,50 mm t2 = 1,50 mm
t1
t2 LD6T_19
LD6T_05
LD6T_08
kép: hallgatók
Szerkezettechnológia – önfúró csavarok
Kapcsolati viselkedés – 1 csavar
LD6T_01
LD6T_03
LD6T_05
LD6T_19
Szerkezettechnológia – önfúró csavarok
Kapcsolati viselkedés – 2 csavar
