MARIAN PAVELESCU
PENTRU LICEE TEHNICE ŞI ŞCOLI PROFESIONALE
S.L. CLIMATE 2004
INTRODUCERE
Lucrarea de faţă are ca scop să sistematizeze o serie de itemi şi teste pentru pregătirea în vederea demonstrării competenţelor de bază la disciplina „Organe de maşini şi mecanisme”. Ea se adresează în această formă cursanţilor din învăţământul preuniversitar, ca material informativ, de exersare şi de verificare a cunoştinţelor. Sursele documentare (orientative) utilizate ca bibliografie sunt moderne şi în conformitate cu obiectivele disciplinei. Considerăm că am realizat un material auxiliar binevenit, care contribuie la pregătirea în vederea absolvirii şcolilor tehnice.
2
CUPRINS:
I.
ITEMI OBIECTIVI
4
I.A. Itemi cu alegere duală (răspuns alternativ)
4
Răspunsuri aşteptate
5
I.B. Itemi de tip pereche
6
Răspunsuri aşteptate
7
I.C. Itemi cu alegere multiplă
8
Răspunsuri aşteptate II.
23
ITEMI SEMIOBIECTIVI
24
II.A. Itemi cu răspuns scurt
24
Răspunsuri aşteptate
28
II.B. Itemi cu răspuns de completare
30
Răspunsuri aşteptate
34
II.C. Întrebări structurate
38
Răspunsuri aşteptate
41
III. ITEMI SUBIECTIVI (CU RĂSPUNS DESCHIS)
45
III.A. Rezolvarea de probleme
45
Răspunsuri aşteptate
53
IV. BIBLIOGRAFIE ORIENTATIVĂ
67
V.
68
ANEXA 1. UNITĂŢI DE MĂSURĂ
VI. ANEXA 2. GLOSARUL TERMENILOR DE EVALUARE
70
3
I. ITEMI OBIECTIVI I.A.
Itemi cu alegere duală (răspuns alternativ)
1. Un corp liber în spaţiu are trei grade de libertate
şase grade de libertate
2. Evaluaţi afirmaţia: „Momentul de inerţie al suprafeţei unui pătrat se calculează cu relaţia: I z
d4 ”. prin încercuirea unui răspuns 64 adevărat
fals
3. Întinderea centrică cu încovoiere este: o solicitare simplă
o solicitare compusă
4. Evaluaţi afirmaţia: „Valoarea care arată de câte ori este mai mică rezistenţa admisibilă faţă de rezistenţa la rupere se numeşte coeficient de siguranţă la rupere” prin încercuirea unui răspuns adevărat
fals
5. Evaluaţi afirmaţia: „În secţiunile cu variaţie bruscă a dimensiunilor sau formelor nu apar concentratori de tensiuni”. prin încercuirea unui răspuns adevărat
fals
6. Deformaţia lentă şi continuă a materialelor sub acţiunea forţelor se numeşte: fluaj
flambaj
7. Arcurile elicoidale cu pas mic, din sârmă rotundă, sunt solicitate la: forfecare cu răsucire
întindere sau compresiune
8. Variatoarele de turaţie transmit rotaţia şi cuplul motor între doi arbori: continuu
în trepte
9. Evaluaţi afirmaţia: „Roţile de fricţiune produc sarcini mari pe arbori şi lagăre”. prin încercuirea unui răspuns adevărat
fals
10. Pentru a menţine forţele de frecare în filet se utilizează: 4
şaibe plate
şaibe Grower
11. Evaluaţi afirmaţia: „Transmisia din figură este o transmisie intermitentă”. prin încercuirea unui răspuns
12. Evaluaţi afirmaţia: „Arcul din figură este un arc elicoidal de compresiune”. prin încercuirea unui răspuns
Răspunsuri aşteptate 1. şase grade de libertate 2. adevărat 3. o solicitare compusă 4. adevărat 5. fals 6. fluaj 7. forfecare cu răsucire 8. continuu; în trepte 9. adevărat 10. şaibe Grower 11. adevărat 12. fals
5
I.B.
Itemi de tip pereche
1. Identificaţi standardele notând în căsuţe cifra care corespunde răspunsului corect STAS 6218-89 Piuliţă hexagonală semiprecisă SR 13223:1994 Prese mecanice cu batiu închis SR ISO 1224:1993 Rulmenţi SR CEI 893:1994 Sisteme de alarmă SR EN 24947:1994 Fonte şi oţeluri. Determinarea conţinutului de vanadiu 1.
standard român aprobat înainte de 28 august 1992
2.
standard român aprobat după 28 august 1992
3.
standard român identic cu standardele europene
4.
standard român identic cu standardele internaţionale
2. Realizaţi prin săgeţi conexiunile logice corespunzătoare între solicitări şi formule
3. Realizaţi prin săgeţi conexiunile logice corespunzătoare între tipul asamblării (demontabilă şi nedemontabilă).
4. Identificaţi tipul de asamblare notând în căsuţe cifra care corespunde răspunsului corect:
6
Răspunsuri aşteptate 1.
2.
3.
4.
7
I.C.
Itemi cu alegere multiplă
1) Un material fără goluri, fisuri sau crăpături confirmă ipoteza: a. omogenităţii b. continuităţii c. izotropiei d. deformaţiilor mici 2) Un material cu aceeaşi structură şi compoziţie chimică, în orice punct al său, confirmă ipoteza: a. omogenităţii b. continuităţii c. izotropiei d. deformaţiilor mici 3) Secţiunile barelor se măsoară în: a. milimetri b. milimetri pătraţi c. newtoni d. decanewtoni 4) O secţiune netă a unei platbande este: a. o secţiune neslăbită b. o secţiune din dreptul unei găuri c. o secţiune din dreptul o două găuri d. o secţiune din dreptul găurilor 5) Forţele care acţionează pe bară se măsoară în: a. milimetri b. milimetri pătraţi c. newtoni d. newtoni/milimetru pătrat 6) Două bare, care au aceeaşi secţiune şi diferă prin lungime, se compară între ele prin: a. alungire b. forţă c. alungirea specifică d. efortul unitar 7) Două bare, care au aceeaşi lungime şi diferă prin secţiune, se compară între ele prin: a. alungire b. forţă c. alungirea specifică d. efortul unitar 8) Lungirea specifică sau alungirea este: a. lungirea unei bare de secţiune unitară b. lungirea unei bare de secţiune pătrată de latura 1cm c. lungirea unităţii de lungime 8
d. diferenţa de lungime dintre bara dată şi o bară etalon 9) Efortul unitar se măsoară în: a. milimetri b. milimetri pătraţi c. newtoni/milimetru pătrat d. nu are unitate de măsură 10) Alungirea specifică se măsoară în: a. milimetri b. milimetri pătraţi c. decanewtoni d. nu are unitate de măsură 11) Modulul de elasticitate longitudinală se măsoară în: a. milimetri b. milimetri pătraţi c. decanewtoni d. newtoni/milimetru pătrat 12) O bară, confecţionată dintr-un material cunoscut, poate fi solicitată cel mult până la: a. punctul admisibil b. punctul de elasticitate c. punctul de curgere d. punctul de rupere 13) Legea lui Hooke este dată de relaţia:
l l F b. S c. E d. E a.
14) Efortul unitar se măsoară în: a. daN mm2 b. daN N c. mm 2 d. nu are unitate de măsură 15) Modulul de elasticitate se măsoară în: a. nu are unitate de măsură N b. mm 2 c. daN d. mm 16) Punctul A (admisibil) de pe curba lui Hooke reprezintă: 9
a. b. c. d.
punctul maxim de solicitare a pieselor punctul la care începe zona de curgere punctul la care se termină zona elastică punctul la care începe zona plastică
17) În calculul fără considerarea deformaţiilor se cere ca: a. bara să aibă secţiunea continuă b. solicitarea barei să nu depăşească punctul admisibil c. solicitarea barei să nu depăşească deformaţia admisibilă d. bara să fie dimensionată 18) La calculul de dimensionare se obţine, în final: a. secţiunea efectivă a barei b. materialul ales c. secţiunea necesară a barei d. forţa care solicită bara 19) La calculul de determinare a forţei capabile se obţine, în final: a. forţa care solicită bara b. secţiunea efectivă a barei c. forţa minimă capabilă d. forţa maximă capabilă 20) Întinderea sau compresiunea unei bare drepte are loc atunci când: a. acţionează două forţe transversale, egale şi de sens contrar, perpendiculare pe axa barei b. acţionează la extremităţi două cupluri situate în plane perpendiculare pe axa barei şi având sensuri contrare c. forţele care acţionează asupra ei au punctele de aplicaţie pe axa barei d. acţionează un moment de torsiune 21) Relaţia de dimensionare la întindere (fără considerarea deformaţiilor) este: E a. F a b. ef Sef F c. Snec a F d. Snec a 22) În cazul platbandei din figură să se precizeze care este secţiunea ştanţată periculoasă (bara este solicitată la întindere) a. secţiunea 1 b. secţiunea 2 c. secţiunea 3 d. secţiunea 4
10
23) Relaţia de verificare la întindere (fără considerarea deformaţiilor) este: a. E F a b. ef Sef F c. ef Sef d. S F nec a 24) Relaţia de determinare a forţei capabile la întindere (fără considerarea deformaţiilor) este: a. Fcap Sef a b. Fcap Sef a
F a
c. Fcap d. Snec
25) Pentru calculul la întindere cu considerarea deformaţiilor se utilizează, ca relaţie de bază, următoarea formulă: a.
N S
c.
Nl E S l
b.
E
d.
l l
26) Întinderea si compresiunea sunt solicitări axiale ale organelor de maşini pentru că efortul unitar produs in piese este: a. paralel cu axa longitudinală a piesei b. perpendicular pe axa longitudinală a piesei c. transversal d. în orice direcţie 27) Reazemul care constrânge bara să rămână cu o axă în contact permanent cu altă axă, fixă în spaţiu (permite rotaţia) se numeşte: a. reazem simplu b. articulaţie c. încastrare d. îmbinare 28) Reazemul din figura alăturată reprezintă: a. un reazem simplu b. o articulaţie c. o încastrare d. o joncţiune 29) În reazemul alăturat pot să apară ca reacţiuni: a. forţe transversale b. forţe normale şi transversale c. forţe normale d. momente 11
30) Bara din figura alăturată este: a. în consolă b. încastrată la un capăt c. articulată la ambele capete d. cu reazem simplu la un capăt şi articulaţie la celălalt 31) La asamblarea sudată din figură, cordoanele de sudură sunt solicitate la: a. b. c. d.
întindere forfecare încovoiere răsucire
32) Precizaţi prin încercuire câte secţiuni de forfecare avem la asamblarea nituită a două table cu două eclise: 1.
2.
3.
4.
33) Momentul static al unei suprafeţe în raport cu o axă este egal cu: a. suma produselor y2·ΔS pentru întreaga suprafaţă, raportată la axa respectivă (z) b. raportul dintre momentul de inerţie şi distanţa de la marginea secţiunii la axă c. suma produselor r2·ΔS ale suprafeţei d. produsul dintre aria suprafeţei şi distanţa de la centrul de greutate al acesteia la axa respectivă 34) Momentul de inerţie axial al unei suprafeţe este dat de: a. distanţa fictivă la care se găseşte suprafaţa, astfel ca produsul dintre pătratul razei de inerţie şi suprafaţă să fie egal cu momentul de inerţie b. raportul dintre momentul de inerţie şi distanţa de la marginea secţiunii la axă c. suma produselor y2·ΔS pentru întreaga suprafaţă, raportată la axa respectivă (z) d. suma produselor r2·ΔS ale suprafeţei 35) Momentul de inerţie centrifug al suprafeţei S faţă de axele y şi z este dat de: a. suma produselor y·z·ΔS ale suprafeţei b. suma produselor y2·ΔS pentru întreaga suprafaţă, raportată la axa respectivă (z) c. suma produselor r2·ΔS ale suprafeţei d. raportul dintre momentul de inerţie şi distanţa de la marginea secţiunii la axă 36) Momentul de inerţie polar al suprafeţei S faţă de polul O este dat de: a. distanţa fictivă la care se găseşte suprafaţa, astfel ca produsul dintre pătratul razei de inerţie şi suprafaţă să fie egal cu momentul de inerţie b. suma produselor r2·ΔS ale suprafeţei c. suma produselor y·z·ΔS ale suprafeţei d. raportul dintre momentul de inerţie şi distanţa de la marginea secţiunii la axă 37) Modulul de rezistenţă al unei suprafeţe în raport cu o axă este: a. produsul dintre aria suprafeţei şi distanţa de la centrul de greutate al acesteia la axa respectivă b. raportul dintre momentul de inerţie şi distanţa de la marginea secţiunii la axă c. suma produselor r2·ΔS ale suprafeţei d. suma produselor y·z·ΔS ale suprafeţei 12
38) Raza de inerţie este: a. distanţa fictivă la care se găseşte suprafaţa, astfel ca produsul dintre pătratul razei de inerţie şi suprafaţă să fie egal cu momentul de inerţie b. produsul dintre aria suprafeţei şi distanţa de la centrul de greutate al acesteia la axa respectivă c. raportul dintre momentul de inerţie şi distanţa de la marginea secţiunii la axă d. suma produselor y·z·ΔS ale suprafeţei 39) Solicitarea de forfecare a unui organ de maşină este realizată de: a. forţa normală (N) b. forţa tăietoare (T) c. forţa axială (A) d. forţa distribuită (D) 40) Se dă bara rotundă din figură, încărcată cu forţa F. Solicitarea barei este de: a. întindere b. compresiune c. forfecare d. întindere cu încovoiere 41) Se dă profilul I din figură, încărcat cu forţa F. Solicitarea profilului este de: a. întindere b. compresiune c. forfecare d. întindere cu încovoiere 42) Aparatul sau grupul de aparate capabil să execute un lucru mecanic, să transforme energie sau să îndeplinească o anumită funcţiune, autonom sau condus de un operator, se numeşte: a. maşină b. mecanism c. subansamblu d. ansamblu 43) Grupul de elemente alcătuit pentru a obţine o mişcare determinată se numeşte: a. maşină b. mecanism c. subansamblu d. ansamblu 44) Aptitudinea unui dispozitiv de a funcţiona fără defecţiuni, în condiţii specifice, o perioadă determinată de timp, se numeşte: a. mentenabilitate b. siguranţă în funcţionare c. standardizare d. fiabilitate 45) Ansamblul de operaţii care permite menţinerea, restabilirea sau restituirea caracteristicilor unui dispozitiv se numeşte: a. mentenabilitate b. siguranţă în funcţionare c. standardizare d. fiabilitate 13
46) Asamblarea prin nituire este o îmbinare: a. fixă b. mobilă c. elastică d. demontabilă parţial 47) Un avantaj al îmbinărilor nituite este că: a. se pot îmbina materiale la cald b. se pot nitui materiale diferite c. se pot nitui materiale feroase d. se pot asambla piese mari 48) Nitul din figura alăturată este un nit cu cap: a. cilindric b. tronconic c. semiînecat d. înecat
49) Nitul din figura alăturată are: a. tijă tubulară b. cap rotund c. cap semiînecat d. tijă găurită 50) Nituirea la cald se utilizează când: a. nitul este nituit prin metode mecanice b. nitul este dintr-un material metalic mai dur c. nitul este dintr-un material metalic neferos d. nitul este de diametru mai mic 51) Asamblarea din figură este o îmbinare: a. prin suprapunere, cu trei rânduri de nituri în zigzag b. prin suprapunere, cu trei rânduri de nituri c. cu eclisă, cu două rânduri de nituri d. cu eclise, cu trei rânduri de nituri 52) La asamblările sudate, zona în care se face îmbinarea se numeşte: a. sudură b. sudare c. cusătură d. metal depus 53) La asamblarea prin sudare piesele metalice de îmbinat trebuie să fie din materiale identice sau asemănătoare. Această condiţie este: a. avantajoasă b. dezavantajoasă c. economică d. facultativă 54) La sudarea manuală calitatea depinde de calificarea sudorului. Acest fapt este: a. avantajos 14
b. dezavantajos c. economic d. facultativ 55) La sudarea prin presiune se foloseşte material de adaus? a. da, în cazuri speciale b. da, parţial c. da d. nu 56) Sudarea în puncte este o sudare prin: a. topire b. presiune c. refulare d. scântei 57) La sudarea de colţ din figură secţiunea cordonului este: a. plană b. concavă c. convexă d. cu margini drepte 58) La sudarea prin topire, ca şi la lipire, o funcţiune a fluxului este: a. îndepărtarea oxizilor metalici b. protejarea împotriva metalului topit c. realizarea aliajului d. răcirea uniformă a îmbinării 59) Un avantaj al îmbinării prin lipire este: a. rezistenţa mecanică redusă b. temperatura aliajului de adaus c. necesarul de materiale deficitare d. se pot îmbina materiale diferite 60) Un dezavantaj al îmbinării prin lipire este: a. rezistenţa mecanică redusă b. se realizează îmbinări subţiri c. temperatura aliajului de adaus d. se pot îmbina materiale diferite 61) Aliajul metalic de adaus B-Cu58Zn-850/855 reprezintă: a. un aliaj pentru lipirea moale cu staniu şi plumb b. un aliaj cu 85% zinc c. un aliaj pentru lipirea tare cu neferoase d. un aliaj pentru lipirea tare cu oţeluri şi fonte 62) Prin brazură înţelegem: a. o particulă abrazivă b. o fantă c. o incluziune d. o lipitură 63) Identificaţi domeniile de utilizare pentru şuruburi : a. asamblări nedemontabile 15
b. transmiterea mişcării şi a forţei c. asamblări demontabile d. transformarea mişcării 64) Arcurile pot fi folosite pentru: a. amortizarea şocurilor b. transmiterea şi transformarea mişcării c. crearea unei presiuni constante d. asamblări nedemontabile 65) Organele pentru mişcarea de rotaţie alcătuiesc mecanisme care: a. formează ansambluri pentru transformarea mişcării b. transmit rotaţia c. transmit rotaţia şi cuplul motor d. modifică puterea transmisă 66) Arborele este un organ de maşină care: a. se roteşte în jurul axei de simetrie b. are mişcare de translaţie c. ocupă o poziţie simetrică d. este fix 67) Osiile, având funcţia principala de susţinere a altor ele-mente cu mişcare: a. pot prelua momente de torsiune şi încovoiere b. pot prelua numai momente de torsiune c. pot prelua numai momente de încovoiere d. pot prelua numai sarcini axiale 68) Solicitarea principală a arborelui este: a. întinderea b. încovoierea c. răsucirea d. rotaţia 69) Solicitarea principală a osiei este: a. întinderea b. încovoierea c. răsucirea d. rotaţia 70) Părţile de calare servesc la montarea: a. lagărelor b. cuplajelor c. organelor de transmitere d. organelor auxiliare 71) Fusurile servesc la montarea: a. lagărelor b. cuplajelor c. organelor de transmitere d. organelor auxiliare
16
72) Arborele din figura alăturată este: a. cilindric b. cilindric în trepte c. cotit d. flexibil 73) Partea notată cu X în figura precedentă reprezintă: a. corpul arborelui b. o parte de calare c. un fus d. un pivot 74) Partea notată cu Y în figura precedentă reprezintă: a. corpul arborelui b. o parte de calare c. un fus d. un pivot 75) Arborii sunt solicitaţi la: a. întindere şi încovoiere b. forfecare c. încovoiere şi răsucire d. compresiune 76) Fusul reprezentat în figura alăturată este un fus: a. cilindric b. conic c. sferic d. plan 77) Pivoţii sunt fusuri: a. radiale b. radial-axiale c. axiale d. axial-radiale 78) O condiţie pentru funcţionarea lagărelor este: a. să preia toate sarcinile din fusuri b. să fie alezate c. să fie executate din aliaje feroase d. să permită translaţia arborelui 79) Lagărele cu alunecare se recomandă la: a. asamblări standardizate b. gabarite axiale mici c. turaţii foarte mari d. arbori orizontali 80) Un avantaj al lagărelor cu alunecare este: a. au coeficienţi de frecare mai mari b. amortizează şocurile şi vibraţiile c. au gabarit axial mai mare d. necesită perioadă de rodare 17
81) Un dezavantaj al lagărelor cu alunecare este: a. au coeficienţi de frecare mai mari b. amortizează şocurile şi vibraţiile c. au gabarit axial mai mare d. necesită perioadă de rodare scurtă 82) Lagărul cu alunecare din figura alăturată are suprafaţa de frecaresusţinere: a. cilindrică b. conică c. sferică d. plană 83) Lagărele cu rostogolire se recomandă la: a. turaţii foarte mari b. arbori în medii cu impurităţi c. maşini cu porniri şi opriri dese d. asamblări standardizate 84) Un avantaj al lagărelor cu rostogolire este: a. amortizează şocurile şi vibraţiile b. au coeficienţi de frecare mai reduşi ca lagărele cu alunecare c. au gabarit radial mai redus d. uzura fusurilor este constantă 85) Un dezavantaj al lagărelor cu rostogolire este: a. au durabilitate mai redusă b. au randament mai ridicat c. au gabarit axial mai mare d. evită uzura fusurilor 86) Rulmentul din figura alăturată este un rulment: a. radial b. radial-axial c. axial-radial d. axial 87) Corpul de rostogolire al rulmentului din figura alăturată este: a. bilă b. rolă c. rolă conică d. rolă butoiaş 88) Grupul de elemente care serveşte la transmiterea mişcării sau transformarea unei mişcări în alta se numeşte: a. organ de maşină b. mecanism c. ansamblu d. maşină 89) O condiţie care mai trebuie să fie îndeplinită de cuplaje este: a. să modifice legea de mişcare b. să asigure inversarea mişcării c. să compenseze abaterile 18
d. să realizeze frecarea continuă 90) Cuplajul din figura alăturată este: a. fix b. mobil c. comandat d. automat 91) Cuplajul din figura alăturată se numeşte: a. cu gheară frontală b. cu gheare c. cu dinţi frontali d. cu bolţuri 92) Cuplajul cu disc intermediar mobil (Oldham) poate compensa: a. abateri unghiulare b. abateri axiale c. abateri de formă d. abateri radiale variabile 93) Cuplajul cardanic compensează abaterile: a. axiale b. radiale c. unghiulare d. de toate tipurile 94) Cuplajul din figura alăturată este un cuplaj: a. permanent mobil rigid b. permanent mobil elastic c. de compensare a abaterilor unghiulare d. intermitent automat 95) Cuplajul din figura alăturată se numeşte: a. cuplaj elastic cu bolţuri b. cuplaj elastic cu manşon c. cuplaj cu manşon rigid d. cuplaj cu şuruburi 96) Cuplajul dintre motor şi cutia de viteze a automobilelor “Dacia” este un cuplaj: a. fix b. compensator c. automat d. comandat 97) Cuplajul unisens permite: a. compensarea tuturor abaterilor b. cuplarea sau decuplarea în funcţie de rotaţie c. limitarea turaţiei folosind acţiunea forţei centrifuge d. transmiterea rotaţiei într-un singur sens 98) Un avantaj al transmisiei prin roţi de fricţiune este: a. are gabarit mai mare b. necesită dispozitive de apăsare 19
c. nu are raport de transmitere precis d. transmite turaţii mari 99) Un dezavantaj al transmisiei prin roţi de fricţiune este: a. are construcţie simplă b. poate lucra ca inversor de turaţie c. permite varierea turaţiei d. produce sarcini mari pe arbori şi lagăre 100)
Transmisia prin roţi de fricţiune din figura alăturată este: a. cu element intermediar b. cu axe concurente c. cu limitare de turaţie d. cu contact variabil
101)
Materialul pentru roţi de fricţiune trebuie să aibă: a. sudabilitate foarte bună b. rezistenţă la presiunea de contact c. maleabilitate ridicată d. coeficient de frecare redus
102)
Un avantaj al transmisiei prin curele este: a. nu asigură raport de transmitere precis b. amortizează şocurile şi vibraţiile c. produce sarcini mari pe arbori d. are gabarit mare
103)
Un dezavantaj al transmisiei prin curele este: a. provoacă încărcări electrostatice b. protejează împotriva suprasarcinilor c. montarea şi demontarea este simplă d. funcţionează la distanţe mari
104)
La transmisia din figura alăturată raportul de transmitere i este dat de: a. produsul n1 n 2 b. raportul
n1 d1
d c. raportul adimensional 1 L n2 d. raportul n1 105) În funcţie de forma secţiunii transversale a elementului de tracţiune se disting transmisii cu curele: a. late b. trapezoidale c. conice d. rotunde.
20
106)
Roata de curea din figura alăturată este: a. cu obadă canelată b. cu obadă în trepte c. cu obadă dinţată d. cu obadă netedă
107)
Transmisiile prin roţi de fricţiune şi prin curele au în comun următorul element: a. au axe concurente b. transmit rotaţia şi cuplul motor c. au gabarite mici d. transmit la distanţe mari
108)
Un avantaj al transmisiei prin lanţuri este: a. necesită montaj precis b. are durabilitate limitată c. permite viteze relativ mici d. funcţionează la temperaturi mari
109)
Un dezavantaj al transmisiei prin lanţuri este: a. produce şocuri şi vibraţii b. are gabarit redus c. transmite puteri relativ mari d. asigură raport de transmitere precis
110)
Elementul notat cu X în figura alăturată este: a. eclisă b. bucşă c. rolă d. bolţ
111)
Un material obişnuit pentru bolţurile şi eclisele lanţului este: a. oţel OLC 50 S b. oţel OL 37 c. oţel OT 45 d. bronz CuAl 9 T
112)
Un avantaj al transmisiei prin roţi dinţate este: a. are tehnologie complicată b. asigură rapoarte de transmitere mari (până la 80) c. asigură turaţii foarte mari (până la 150.000 rpm) d. transmite la distanţe mari
113)
Un dezavantaj al transmisiei prin roţi dinţate este: a. are durabilitate mare b. produce sarcini mici pe arbori c. are randament ridicat d. este limitată la o serie de raporturi de transmitere
114)
Elementul notat cu X în figura alăturată se numeşte: a. melc b. pinion c. cremalieră d. roată dinţată plană
X
X
21
115)
Modulul angrenajului m este dat de : a. produsul z p d b. raportul p p c. raportul z d. raportul p
116) Transmisiile prin lanţuri şi prin roţi dinţate au în comun următorul element: a. transmit la distanţe relativ mari b. au axe concurente c. transmit rotaţia şi cuplul motor d. au gabarite mari 117) Lubrifianţii folosiţi în construcţii de maşini sunt: a. în stare gazoasă (aer, gaze inerte) b. în stare lichidă (uleiuri minerale sau vegetale) c. unsori consistente (unsori minerale, săpunuri de sodiu sau potasiu) d. lubrifianţi solizi (grafit, bisulfură de molibden)
22
Răspunsuri aşteptate
1 b
2 a
11 d
12 a
21 d
22 b
31 b
32 2
41 d
42 a
51 a
52 a
61 d
62 d
71 a
72 b
81 a
82 d
91 a
92 b
101 b
102 b
111 a
112 b
Numărul întrebării/răspunsul corect 4 5 6 7 8 d c c d c Numărul întrebării/răspunsul corect 13 14 15 16 17 18 c c b a b c Numărul întrebării/răspunsul corect 23 24 25 26 27 28 b a c a b c Numărul întrebării/răspunsul corect 33 34 35 36 37 38 d c a b b a Numărul întrebării/răspunsul corect 43 44 45 46 47 48 b d a a b b Numărul întrebării/răspunsul corect 53 54 55 56 57 58 b b d b c a Numărul întrebării/răspunsul corect 63 64 65 66 67 68 b,c,d a,c c a c c Numărul întrebării/răspunsul corect 73 74 75 76 77 78 b c c b c a Numărul întrebării/răspunsul corect 83 84 85 86 87 88 c b a d c b Numărul întrebării/răspunsul corect 93 94 95 96 97 98 c b a d d d Numărul întrebării/răspunsul corect 103 104 105 106 107 108 a d a,b,d a b d Numărul întrebării/răspunsul corect 113 114 115 116 117 d c c c a,b,c,d 3 b
9 c
10 d
19 d
20 -
29 a
30 d
39 b
40 d
49 d
50 b
59 d
60 a
69 b
70 c
79 c
80 b
89 c
90 a
99 d
100 b
109 a
110 c
23
II. ITEMI SEMIOBIECTIVI II.A.
Itemi cu răspuns scurt
1. Înscrieţi pentru curba din figură: a. b. c. d.
Denumirea Coordonatele punctelor E, C, M Unităţile de măsură ale coordonatelor (în parantezele drepte) Domeniile curbei
2. Dimensionaţi la întindere o bară rotundă din oţel carbon OL 37 cu σat = 120
N mm 2
solicitată de forţa normală N = 20.000 N. Încercuiţi răspunsul corect. a. Ø 15
b. Ø 20
c. Ø 10
d. Ø 25
3. Să se determine secţiunea economică necesară unei bare din oţel OL 50, solicitată la tracţiune de forţa normală N = 12.000 N, cunoscându-se coeficientul de siguranţă Cr = 6. Încercuiţi răspunsul corect. a. Snec ≥ 124 mm2
b. Snec ≥ 144 mm2
c. Snec ≥ 164 mm2
d. Snec ≥ 184 mm2
4. Să se verifice o bară U8 (aria secţiunii S = 1.100 mm2) din oţel laminat la cald OL 37 (STAS 500-68) solicitată de forţa normală de întindere N = 120.000 N, cunoscându-se pentru OL 37 N rezistenţa σat = 120 . Încercuiţi răspunsul corect. mm 2 a. bara verifică
b. bara nu verifică 24
5. Trasaţi diagrama forţelor de compresiune pentru bara din figură:
6. Să se determine forţa normală maximă capabilă a unei bare I20 (având aria secţiunii N S = 3.350 mm2) din OL 50, cunoscându-se pentru OL 50 - σat = 150 . Încercuiţi mm 2 răspunsul corect. a. Ncap ≤ 646,5 kN
b. Ncap ≤ 125,0 kN
c. Ncap ≤ 425,4 kN
d. Ncap ≤ 502,5 kN
7. Trasaţi diagrama forţelor de întindere şi compresiune pentru bara din figură:
8. Să se dimensioneze la întindere o bară pătrată din bronzul Bz12T (valoarea modulului de elasticitate longitudinală E = 110.000 MPa) turnat, cu lungimea l = 1,5 m, astfel încât la solicitarea cu o forţă normală N = 11.000 N să nu depăşească alungirea Δla = 1,5 mm. Încercuiţi răspunsul corect. a. □ 40
b. □ 30
c. □ 20
d. □ 10
9. O bară Ø20 din OL 70 (modulul de elasticitate longitudinală E = 200 GPa) cu lungimea l = 300 mm este solicitată la întindere de forţa normală N = 31.400 N. Să se verifice dacă nu depăşeşte alungirea admisibilă Δla = 0,2 mm. Încercuiţi răspunsul corect.
25
a. bara verifică
b. bara nu verifică
10. Să se determine forţa normală maximă la compresiune de care este capabilă o bară □80 din alama AmT67 (valoarea modulului de elasticitate longitudinală E = 90 GPa) lungă de 0,4 m, astfel ca să nu depăşească alungirea de 0,4 mm. Încercuiţi răspunsul corect. a. Ncap ≤ 800.500 N
b. Ncap ≤ 425 kN
c. Ncap ≤ 576 kN
d. Ncap ≤ 285.640 N
11. Calculaţi şi încercuiţi rezultatul corect de dimensionare la forfecare pentru asamblarea din figura de mai jos, cunoscându-se rezistenţa admisibilă la forfecare a materialului niturilor, N τat = 60 mm 2
12. Să se determine forţa tăietoare capabilă pentru asamblarea cu şuruburi din figură, având datele alăturate. Încercuiţi răspunsul corect.
a. Tcap ≤ 16.500 N
b. Tcap ≤ 120.000 N
c. Tcap ≤ 75.360 N
d. Tcap ≤ 85.640 N
26
13. Determinaţi şi înscrieţi, pentru profilul platbandei din figură, modulele de rezistenţă axiale.
14. Să se dimensioneze arcul bară de torsiune din figură având următoarele date:
momentul de răsucire: Mr = 56.000 N·mm materialul arcului: oţel de arc ARC 2 cu τar = 600
N mm 2
Încercuiţi răspunsul corect. a. Ø 10
b. Ø 20
c. Ø 15
d. Ø 25
15. Să se traseze diagrama momentelor de răsucire pentru arborele din figură.
27
Răspunsuri aşteptate 1. Înscrieţi pentru curba din figură:
5. Trasaţi diagrama forţelor de compresiune pentru bara din figură:
7. Trasaţi diagrama forţelor de întindere si compresiune pentru bara din figură:
28
13. Determinaţi şi înscrieţi, pentru profilul platbandei din figură, modulele de rezistenţă axiale.
15. Să se traseze diagrama momentelor de răsucire pentru arborele din figură.
2 a
3 b
Numărul întrebării/răspunsul corect 4 6 8 9 10 11 a d d a c b
12 c
14 a
29
II.B.
Itemi cu răspuns de completare
1. Completaţi următoarele definiţii: a) N, numită forţă axială produce solicitarea de _____________________ b) T, numită forţă tăietoare produce solicitarea de _____________________ c) Mi, numit moment încovoietor produce solicitarea de _____________________ d) Mt, numit moment de răsucire produce solicitarea de _____________________ 2. Înscrieţi pentru reazemele de mai jos: a) denumirea b) reacţiunile ce pot apărea (forţe şi momente)
a. b. -
-
-
3. Daţi două exemple de bare solicitate la încovoiere. a) _____________________ b) _____________________ 4. Realizaţi corespondenta între formulă, calculul corespunzător şi solicitare Formula
Tipul calculului
Solicitarea
N a A T a
ef
Anec
Nr A r
Wnec
M imax ai
M t 9950
P n
5. Completaţi cele cinci căsuţe goale ale tabelului: Forţa axială
N T
Solicitarea de forfecare
Mt
Solicitarea de răsucire
Momentul încovoietor
30
6. Înscrieţi denumirea solicitării de mai jos:
7. Înscrieţi denumirile elementelor vizate în asamblarea de mai jos:
8. Înscrieţi denumirile piuliţelor desenate mai jos:
9. Înscrieţi denumirile profilelor filetelor de mai jos:
10. Clasificaţi penele şi ştifturile după poziţia lor în raport cu elementele asamblate şi după rolul funcţional: După poziţie:
După rolul funcţional:
11. Înscrieţi denumirile bolţurilor desenate mai jos:
31
12. Înscrieţi felul centrării la canelurile de mai jos:
13. Înscrieţi denumirile arcurilor reprezentate mai jos:
14. Înscrieţi forma suprafeţelor de reazem pentru lagărele de mai jos:
15. Înscrieţi pentru rulmenţii de mai jos denumirile corpurilor de rulare:
16. Înscrieţi denumirile curelelor de mai jos:
17. Înscrieţi denumirile lanţurilor de mai jos după elementele componente:
32
18. Înscrieţi la transmisiile de mai jos: a. poziţia axelor b. denumirea roţii conducătoare
19. Înscrieţi denumirile elementelor vizate în transmisia de mai jos:
20. Înscrieţi pentru transmisiile de mai jos: a. denumirea elementelor b. denumirea transmisiei c. efectul lor comun
33
Răspunsuri aşteptate 1. Completaţi următoarele definiţii: a) N, numită forţă axială produce solicitarea de întindere (compresiune) b) T, numită forţă tăietoare produce solicitarea de forfecare c) Mi, numit moment încovoietor produce solicitarea de încovoiere d) Mt, numit moment de răsucire produce solicitarea de răsucire 2. Înscrieţi pentru reazemele de mai jos: a) denumirea b) reacţiunile ce pot apărea (forţe şi momente)
Reazem mobil a. b. - Forţe tăietoare -
Reazem fix - Forţe normale - Forţe tăietoare -
Încastrare - Forţe normale - Forţe tăietoare - Momente
3. Daţi două exemple de bare solicitate la încovoiere. a, b) arcul în foi, osia, axul, şina. 4. Realizaţi corespondenta între formulă, calculul corespunzător şi solicitare Formula
Tipul calculului
Solicitarea
ef
verificare
întindere/compresiune
Anec
dimensionare
forfecare
rupere
întindere
M imax ai
dimensionare
încovoiere
P n
dimensionare
răsucire
N a A T a
Nr A r
Wnec
M t 9950
5. Completaţi cele cinci căsuţe goale ale tabelului: Forţa axială
N
Solicitarea de întindere
Forţa tăietoare
T
Solicitarea de forfecare
Momentul încovoietor
Mi
Solicitarea de încovoiere
Momentul de torsiune
Mt
Solicitarea de răsucire
34
6. Înscrieţi denumirea solicitării de mai jos:
7. Înscrieţi denumirile elementelor vizate în asamblarea de mai jos:
8. Înscrieţi denumirile piuliţelor desenate mai jos:
9. Înscrieţi denumirile profilelor filetelor de mai jos:
10. Clasificaţi penele şi ştifturile după poziţia lor în raport cu elementele asamblate şi după rolul funcţional: După poziţie:
longitudinale transversale -
După rolul funcţional:
de fixare de reglare de siguranţă
11. Înscrieţi denumirile bolţurilor desenate mai jos:
35
12. Înscrieţi felul centrării la canelurile de mai jos:
13. Înscrieţi denumirile complete ale arcurilor reprezentate mai jos:
14. Înscrieţi forma suprafeţelor de reazem pentru lagărele de mai jos:
15. Înscrieţi pentru rulmenţii de mai jos denumirile corpurilor de rulare:
16. Înscrieţi denumirile curelelor de mai jos:
17. Înscrieţi denumirile lanţurilor de mai jos după elementele componente:
36
18. Înscrieţi la transmisiile de mai jos: a. poziţia axelor b. denumirea roţii conducătoare
19. Înscrieţi denumirile elementelor vizate în transmisia de mai jos:
20. Înscrieţi pentru transmisiile de mai jos: a. denumirea elementelor b. denumirea transmisiei c. efectul lor comun
37
II.C.
Întrebări structurate
1. Definiţi reazemul fix şi reprezentaţi-l schematic împreună cu reacţiunile corespunzătoare:
2. Scrieţi expresia matematică a legii lui Hooke şi definiţi termenii care intervin ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ 3. Enumeraţi etapele dimensionării la întindere (fără considerarea deformaţiilor): 1. 2. 3. 4. 4. Pentru verificarea la întindere (fără considerarea deformaţiilor) algoritmul de calcul prin metoda rezistenţelor admisibile este: 1. 2. 3. 4. 5. Precizaţi care dintre piesele următoare prezintă concentratori de tensiuni şi indicaţi riscurile pe care le prezintă.
6. Stabiliţi care este semnificaţia notaţiilor: a. ___________________________ b. ____________________________ şi unităţile în care se exprimă: ___________________________ ___________________________ 7. Diametrul nitului ce se foloseşte la îmbinări se determină cu relaţia: 38
d
4 ag s fa
a) precizaţi pentru ce tipuri de nituri este valabilă relaţia. ____________________________________________ b) specificaţi semnificaţia fiecărui termen şi unitatea de măsură. ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ 8. Daţi definiţia momentului încovoietor:
9. Trasaţi diagrama forţelor tăietoare pentru bara din figură:
10. Calculaţi momentul încovoietor din punctul 2 al figurii de la problema de mai sus (problema nr. 9)
11. Înscrieţi patru avantaje ale îmbinărilor prin sudare: 1. 2. 3. 4. 39
12. Înscrieţi patru dezavantaje ale îmbinărilor prin lipire: 1. 2. 3. 4. 13. Înscrieţi patru domenii de utilizare a penelor: 1. 2. 3. 4. 14. Înscrieţi patru avantaje ale asamblării prin strângere pe con: 1. 2. 3. 4. 15. Enumeraţi trei tipuri de arcuri clasificându-le după forma lor constructivă şi stabiliţi tipul solicitărilor la care sunt supuse. ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________
16. Precizaţi rolul funcţional al cuplajelor şi clasificaţi-le având în vedere condiţiile de funcţionare ale elementelor de legătură. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________
Clasificare
17. Schiţaţi în caroiajul de mai jos o osie şi înscrieţi denumirile părţilor principale:
40
Răspunsuri aşteptate 1. Definiţi reazemul fix şi reprezentaţi-l schematic împreună cu reacţiunile corespunzătoare: Este o legătură între bară şi alt corp.
H
Introduce două reacţiuni Permite rotirea în jurul punctului de sprijin
V
2. Scrieţi expresia matematică a legii lui Hooke şi definiţi termenii care intervin E
σ – efort unitar ε – alungire specifică E – modul de elasticitate longitudinală 3. Enumeraţi etapele dimensionării la întindere (fără considerarea deformaţiilor): 1. Se dă forţa 2. Se alege materialul 3. Se obţine rezistenţa admisibilă 4. Se calculează secţiunea necesară barei 4. Pentru verificarea la întindere (fără considerarea deformaţiilor) algoritmul de calcul este : 1. Se dau: forţa, dimensiunile barei, materialul 2. Se obţine efortul unitar admisibil (rezistenţa) 3. Se calculează efortul unitar efectiv în secţiunea barei 4. Se compară cele două eforturi unitare 5. Stabiliţi care este semnificaţia notaţiilor: a. – efort unitar longitudinal b. – efort unitar transversal şi unităţile în care se exprimă:
N mm 2
6. Precizaţi care dintre piesele următoare prezintă concentratori de tensiuni şi indicaţi riscurile pe care le prezintă.
7. Diametrul nitului ce se foloseşte la îmbinări se determină cu relaţia:
d
4 ag s fa 41
a) precizaţi pentru ce tipuri de nituri este valabilă relaţia. nituri cu tijă plină nituire cu o singură secţiune de forfecare b) specificaţi semnificaţia fiecărui termen şi unitatea de măsură. d – diametrul nitului [mm] s – grosimea unei table [mm] N σag – efort unitar admisibil la presiune [ ] mm 2 N τfa – efort unitar admisibil la forfecare [ ] mm 2 8. Daţi definiţia momentului încovoietor: Momentul încovoietor al unei forţe faţă de un punct este dat de produsul dintre forţă şi distanţa cea mai scurtă de la punct la direcţia forţei. 9. Trasaţi diagrama forţelor tăietoare pentru bara din figură:
10. Calculaţi momentul încovoietor în punctul 2 al diagramei de la problema de mai sus (problema nr. 9)
M 2 20.000 300 4.000 400 M 2 4.400.000 N mm 11. Înscrieţi patru avantaje ale îmbinărilor prin sudare: asamblare rapidă, se poate automatiza, se pot construi structuri operaţiile pregătitoare sunt mai simple economie de material
foloseşte integral secţiunile de îmbinat se execută fără elemente intermediare productivitate ridicată repartiţie mai bună a eforturilor etanşare bună a îmbinării 42
12. Înscrieţi patru dezavantaje ale îmbinărilor prin lipire: utilizează materiale deficitare de adaus are rezistenţă mecanică mai redusă necesită fluxuri suprafeţele de îmbinat se pregătesc înainte de lipire culoarea îmbinării diferă de a materialului îmbinat 13. Înscrieţi patru domenii de utilizare a penelor: transmiterea momentelor de răsucire şi a rotaţiei între arbori şi roţi fixarea a două piese reglarea jocului dintre două piese realizarea unei anumite poziţii între două piese protejarea împotriva suprasarcinii 14. Înscrieţi patru avantaje ale asamblării prin strângere pe con: se poate regla presiunea între piese se pot realiza diferenţele de diametre dorite între butuc şi arbore are curse de presare şi desfacere scurte forţa axială necesară presării este mică are montare şi demontare uşoară 15. Enumeraţi trei tipuri de arcuri clasificându-le după forma lor constructivă şi stabiliţi tipul solicitărilor la care sunt supuse.
cilindrice elicoidale – întindere, compresiune inelare – întindere lamelare – încovoiere cu foi suprapuse – încovoiere spirale plane – încovoiere bară de torsiune - răsucire
16. Precizaţi rolul funcţional al cuplajelor şi clasificaţi-le având în vedere condiţiile de funcţionare ale elementelor de legătură. Cuplajele sunt organe de maşini care asigură legătura permanentă sau intermitentă între doi arbori consecutivi, cu transmiterea rotaţiei şi a cuplului motor fără modificarea legii de mişcare. fixe permanente
cu elemente rigide mobile cu elemente elastice
Clasificare comandate intermitente automate
43
17. Schiţaţi în caroiajul de mai jos o osie şi înscrieţi denumirile părţilor principale: parte de calare
corp
fus
44
III.
ITEMI SUBIECTIVI (CU RĂSPUNS DESCHIS)
III.A. Rezolvarea de probleme 1. Se dă secţiunea din figură: a. Scrieţi formula modulului de rezistenţă axial b. Calculaţi valoarea modulelor de rezistenţă axiale pentru diametrul dat (cu două zecimale, fără rotunjiri)
2. Să se dimensioneze la întindere o bară din oţel OL 50, de secţiune pătrată, solicitată de forţa normală N = 12.000 N, cunoscându-se coeficientul de siguranţă la rupere Cr = 6. 3. Să se verifice o bară din oţel lat laminat la cald 80x16 STAS 395-77/OL 37 STAS 500-68 solicitată de forţa normală de întindere N = 120.000 N. Pentru oţelul OL 37 rezistenţa N admisibilă se va lua σat = 120 mm 2 4. Să se determine forţa normală capabilă la întinderea unei ţevi din OL 42, având diametrul exterior D = 40 mm şi grosimea peretelui g = 3 mm. Pentru oţelul OL 42 rezistenţa admisibilă N se va lua σat = 150 mm 2 5. Să se dimensioneze la întindere o bară din aluminiu turnat cu lungimea l = 0,8 m, astfel încât la solicitarea cu o forţă normală N = 60.000 N să nu depăşească alungirea Δla = 1,5 mm. Valoarea modulului de elasticitate longitudinală a aluminiului este E = 68.000 MPa. 6. O bară □40 executată din OL 70, cu lungimea l = 300 mm este solicitată la întindere de forţa normală N = 50.000 N. Să se verifice dacă nu depăşeşte alungirea admisibilă Δla = 0,2 mm, cunoscându-se că materialul are modulul de elasticitate longitudinală E = 205.000 MPa. 7. Să se determine forţa normală la întindere de care este capabilă o bară Ø80 din bronz Bz12T lungă de 1,3 m, astfel ca să nu depăşească alungirea de 0,4 mm. Pentru Bz12T, valoarea modulului de elasticitate longitudinală E = 115.000 MPa. 45
8. Să se dimensioneze la compresiune o bară solicitată ca în figură de forţele înscrise:
Materialul disponibil este fonta cenuşie Fc 20, pentru care rezistenţa este σac = 160
N mm 2
N ), având diametrul exterior D = 30 mm mm 2 şi grosimea peretelui g = 4 mm poate suporta forţa de compresiune de 20.000 N
9. Să se verifice dacă o ţeavă din Ol 42 (σac = 140
10. Să se determine forţa normală capabilă a unei ţevi pătrate din OL 37 (σac = 120
N ), mm 2
având latura exterioară l = 40 mm şi grosimea peretelui g = 2 mm. 11. Se dă bara de oţel din figură cu datele alăturate:
Se cere: a. Să se verifice bara ştiind că σat = σac = 100
N mm 2
b. Să se calculeze deformaţia totală a barei 12. Să se dimensioneze niturile îmbinării din figură cunoscându-se că forţa Τ = 20.000 N. Fie materialul niturilor oţelul carbon OL 37, pentru care τaf = 100 MPa.
46
13. Să se verifice îmbinarea sudată din figură, având datele alăturate:
14. Să se determine forţa tăietoare capabilă pentru asamblarea cu ştift din figură, având datele alăturate:
15. Pentru bara reprezentată mai jos este trasată diagrama forţelor tăietoare. Să se determine şi să se reprezinte acţiunile şi reacţiunile pe bară (în punctele A, 1, 2, B)
47
16. Pentru bara reprezentată mai jos este trasată diagrama forţelor tăietoare. Să se determine şi să se reprezinte acţiunile şi reacţiunile pe bară (în punctele A, 1, 2, B)
17. Pentru bara reprezentată mai jos este trasată diagrama forţelor tăietoare. Să se determine şi să se reprezinte acţiunile şi reacţiunile pe bară (în punctele A, 1, 2, 3, B)
18. Pentru bara reprezentată mai jos este trasată diagrama forţelor tăietoare. Să se determine şi să se reprezinte acţiunile şi reacţiunile pe bară (punctele A, 1, 2, B)
48
19. Pentru bara reprezentată mai jos este trasată diagrama forţelor tăietoare. Să se determine şi să se reprezinte: acţiunile şi reacţiunile pe bară (în punctele A, 1, B) cotele x şi y
20. Pentru bara reprezentată mai jos este trasată diagrama forţelor tăietoare. Să se determine şi să se reprezinte acţiunile şi reacţiunile pe bară (în punctele A, 1, 2, B)
21. Pentru bara reprezentată mai jos este trasată diagrama momentelor încovoietoare. Să se determine şi să se reprezinte acţiunile şi reacţiunile pe bară (în punctele A, 1, 2, B)
49
22. Pentru bara reprezentată mai jos este trasată diagrama momentelor încovoietoare. Să se determine şi să se reprezinte acţiunile şi reacţiunile pe bară (în punctele A, 1, 2, B)
23. Pentru bara reprezentată mai jos este trasată diagrama momentelor încovoietoare. Să se determine şi să se reprezinte acţiunile şi reacţiunile pe bară (în punctele A, 1, 2, 3, B)
24. Pentru bara reprezentată mai jos este trasată diagrama momentelor încovoietoare. Să se determine şi să se reprezinte acţiunile şi reacţiunile pe bară (punctele A, 1, 2, B)
50
25. Pentru bara reprezentată mai jos este trasată diagrama momentelor încovoietoare. Să se determine şi să se reprezinte acţiunile şi reacţiunile pe bară (în punctele A, 1, B)
26. Pentru bara reprezentată mai jos este trasată diagrama momentelor încovoietoare. Să se determine şi să se reprezinte acţiunile şi reacţiunile pe bară (în punctele A, 1, 2, B)
27. Să se dimensioneze la încovoiere bara din figură, dintr-un oţel cu (σai = 140
N ): mm 2
51
28. Să se verifice acţionarea prin profil pătrat a manivelei din figură, având datele alăturate:
N , un arc elicoidal cilindric, cu raza mm 2 spirei R = 10 mm, solicitat la compresiune de forţa F = 600 N:
29. Să se dimensioneze, din OLC 75 A, cu τar = 280
30. Să se dimensioneze arborele din figură, din oţel OL 37 cu (σai = 140
N ) astfel ca să mm 2
transmită puterea înscrisă:
52
Răspunsuri aşteptate 1.
2. Rezolvare: Problema se bazează pe condiţia de rezistenţă. 1. Se dă forţa N = 12.000 N 2. Determinăm rezistenţa admisibilă: at r C 500 N at 83, 3 6 mm 2 3. Calculăm secţiunea necesară, care reprezintă valoarea minimă posibilă pentru bară: 12.000 S nec 83, 3
S nec 144mm
2
4. Calculăm latura pătratului necesar: l nec
S nec
l nec 12mm
3. Rezolvare: Problema se bazează pe condiţia de rezistenţă. 1. Cunoaştem forţa normală şi materialul barei dar trebuie să calculăm secţiunea efectivă: Sef 80 16 1280mm2 2. Calculăm efortul unitar efectiv în bară: 120000 ef 1280 N ef 93, 7 mm 2 3. Comparăm cele două eforturi unitare: 93,7 120 Bara verifică. 4. Rezolvare: Problema se bazează pe condiţia de rezistenţă. 1. Cunoaştem materialul barei dar trebuie să calculăm secţiunea efectivă: 53
Sef
402 322
452, 39 mm 2 4 2. Calculăm forţa normală capabilă: Ncap 452, 39 150
Ncap 87.890 N 5. Rezolvare: Problema se bazează pe condiţia de rigiditate. 1. Se dau: - forţa N = 60.000 N - lungimea barei l = 800 mm 2. Calculăm secţiunea necesară: 60.000 800 Snec 68.000 1, 5 Snec 470, 58 mm 2
3. Stabilim ca secţiunea barei să fie rotundă şi calculăm diametrul necesar: 4 Snec dnec dnec 14, 56 mm Semifabricatul standardizat cel mai apropiat de valoarea calculată este aluminiul rotund Ø 16. 6. Rezolvare: Problema se bazează pe condiţia de rigiditate. 1. Cunoaştem forţa normală, lungimea şi materialul dar trebuie să calculăm secţiunea efectivă: Sef 402 1.600 mm2
2. Calculăm alungirea efectivă a barei: 50.000 300 l ef 1.600 205.000 l ef 0, 04 mm 3. Comparăm cele două alungiri: 0,04 0, 2 Bara verifică. 7. Rezolvare: Problema se bazează pe condiţia de rigiditate. 1. Cunoaştem lungimea şi materialul barei dar trebuie să calculăm secţiunea efectivă: 802 Sef 4 Sef 5.026, 55 mm 2 2. Calculăm forţa normală capabilă: 5.026, 55 115.000 0, 4 Ncap 1.200 Ncap 192.680 N
54
8. Rezolvare: Problema se bazează pe condiţia de rezistenţă. Deoarece avem mai multe forţe, vom trasa diagrama forţelor normale pentru a vedea ce forţe acţionează în diferitele secţiuni ale barei.
1. Pe porţiunea AB acţionează dă forţa de compresiune de 50.000 N iar pe porţiunea BC forţa de compresiune de 30.000 N. Este mai economic să dimensionăm bara în trepte - secţiunea S1 pentru porţiunea AB şi secţiunea S2 pentru porţiunea BC. 2. Se calculează secţiunile necesare, care reprezintă valori minime posibile pentru bară: 50.000 S 1nec S1nec 312,5 mm 2 160 30.000 S 2nec S 2nec 187,5 mm 2 160 3. Stabilim ca secţiunile barei să fie rotunde şi calculăm diametrele necesare: 4 312,5 d 1nec d 1nec 19,94 mm 4 187,5 d 2nec 15,45 mm Rotunjim la valorile standardizate cele mai apropiate şi obţinem valorile finale: d1 20 mm d 2nec
d 2 16 mm 9. Rezolvare: Problema se bazează pe condiţia de rezistenţă. 1. Cunoaştem forţa normală şi materialul barei dar trebuie să calculăm secţiunea efectivă:
S ef
30 2 22 2 104 mm 2 4
2. Calculăm efortul unitar efectiv în bară: 20.000 ef ef 192,3 mm 2 104 3. Comparăm cele două eforturi unitare: 55
192, 3 140 Bara nu verifică.
10. Rezolvare: Problema se bazează pe condiţia de rezistenţă. 1. Cunoaştem materialul barei dar trebuie să calculăm secţiunea efectivă: Sef 402 362 304 mm2
2. Calculăm forţa normală de compresiune capabilă: Ncap 304 120
Ncap 36.480N 11. Rezolvare: Deoarece avem mai multe forţe normale vom trasa diagrama forţelor normale pentru a vedea ce solicitări avem în diferitele secţiuni ale barei.
a. Problema se bazează pe condiţia de rezistenţă. 1. Calculăm secţiunile efective: 302 S1ef 706, 8 mm 2 4 202 S 2ef 314,1 mm 2 4 N 2. Efortul unitar admisibil este σa = 100 (acelaşi pentru întindere şi compresiune) mm 2 3. Calculăm eforturile unitare efective în secţiunile mai periculoase: Pe intervalul 1 – 2:
12ef
30.000 N 42, 4 706, 8 mm 2
Pe intervalul 3 – 4:
34ef
20.000 N 63, 6 314,1 mm 2
4. Comparând eforturile unitare efective cu efortul unitar admisibil se constată: 42, 4 100 63, 6 100 Bara verifică. 56
b. Problema se bazează pe condiţia de rigiditate. Pentru a calcula deformaţia totală a barei trebuie să însumăm deformaţiile pe intervale: 10.000 100 20.000 200 20.000 400 30.000 100 l E S2 E S2 E S1 E S1 Alungirile sunt pozitive, scurtările sunt negative.
l
10.000 100 400 800 300 205.000 314,1 706, 8
l 0, 083 mm 12. Rezolvare: Problema se bazează pe condiţia de rezistenţă. 1. Forţa tăietoare este T = 20.000 N 2. Calculăm secţiunea necesară: 20.000 Snec 100 Snec 200 mm 2 Deoarece avem patru nituri, calculăm secţiunea necesară unui nit: 200 Snecnit 50 mm 2 4 3. Calculăm diametrul necesar unui nit: 4 50 7, 98 mm
dnecnit dnecnit
Rotunjim valoarea obţinută la dimensiunea standardizată cea mai apropiată: dnit 8 mm 13. Rezolvare: Problema se bazează pe condiţia de rezistenţă. 1. Calculăm secţiunea efectivă a sudurii; la sudurile de colţ ea se află în planul ce conţine înălţimea a:
Sef 2 3,5 60 420 mm2 2. Calculăm efortul unitar transversal efectiv în sudură: 30.000 ef 420 N ef 71, 4 mm 2 3. Comparăm cele două eforturi unitare: 71,4 80 Bara verifică. 14. Rezolvare: Problema se bazează pe condiţia de rezistenţă. 1. Calculăm secţiunea efectivă în care are loc solicitarea: 57
102 157, 8 mm 2 4 2. Calculăm forţa tăietoare capabilă: Tcap 157, 8 80 Sef 2
Tcap 28.270 N 15. Rezolvare:
16. Rezolvare:
17. Rezolvare:
58
18. Rezolvare:
19. Rezolvare:
20. Rezolvare:
59
21. Rezolvare:
22. Rezolvare:
23. Rezolvare:
60
24. Rezolvare:
25. Rezolvare:
26. Rezolvare:
27. Rezolvare: Problema se bazează pe condiţia de rezistenţă. 1. Reprezentăm toate elementele barei – notăm reazemele şi punctele de aplicaţie ale forţelor. 61
2. Reprezentăm recţiunile la întâmplare – RA pozitivă şi RB negativă.
3. Calculăm reacţiunile cu ecuaţiile echilibrului momentelor, faţă de reazeme.
M
A
0
20.000 200 30.000 600 20.000 900 R B 1.000 0
: 1.000
4.000 18.000 18.000 R B 0 R B 4.000 N
Reacţiunea RB a rezultat pozitivă, înseamnă că este reprezentată corect în jos.
M
B
0
R A 1.000 20.000 800 30.000 400 20.000 100 0
: 1.000
R A 16.000 12.000 2.000 0 R B 6.000 N
Reacţiunea RA a rezultat negativă, înseamnă că am reprezentat-o greşit în sus; corectăm desenul, reprezentând pe RA în jos. Reacţiunea RA a rezultat negativă, înseamnă că am reprezentat-o greşit în sus; corectăm desenul, reprezentând pe RA în jos.
4. Facem verificarea cu ecuaţia echilibrului forţelor: 06.000 20.000 30.000 20.000 4.000 0 4.000 4.000 0 5. Trasăm diagrama forţelor tăietoare: Stabilim scara forţelor: 1.000 N = 1 mm
62
6. Se calculează momentul încovoietor în fiecare punct în care acţionează o forţă: MA 0
M1 6.000 200 1.200.000 N mm M 2 6.000 600 20.000 400 4.400.000 N mm M 3 4.000 100 400.000 N mm MB 0 7. Trasăm diagrama momentelor încovoietoare: Stabilim scara momentelor: 100.000 N·mm = 1 mm
8. Scoatem cel mai mare moment încovoietor din diagrama momentelor încovoietoare, fără a ţine seama de semn: Mmax 4.400.000 N mm N 9. Avem dat pentru bară σai = 140 mm 2 10. Calculăm modulul de rezistenţă axial necesar barei:
WZnec
4.400.000 mm 3 140
WZnec 31.428 mm 3
11. Alegem pentru bară secţiunea de formă circulară pentru care cunoaştem formula modulului de rezistenţă axial: 63
WZ
d3 32
12. Din punctele 10 şi 11 rezultă: d3 31.428 32 32 31.428 68, 4 mm
dnec dnec
3
Rotunjim la valoarea standardizată cea mai apropiată: dnec 70 mm 28. Rezolvare: Problema se bazează pe condiţia de rezistenţă. 1. Calculăm momentul de răsucire: Mr = 200·200 = 40.000 N·mm 2. Determinăm modulul de rezistenţă polar al secţiunii:
16 3 682,66 mm 3 6 3. Determinăm rezistenţa admisibilă pentru OL 37 370 N ar 74 5 mm 2 4. Calculăm efortul unitar tangenţial efectiv: 40.000 N ef 58,6 682,66 mm 2 5. Comparăm cele două eforturi unitare: Wp
58,6 < 74 Bara verifică. 29. Rezolvare: Problema se bazează pe condiţia de rezistenţă. Deşi arcul este solicitat la compresiune, semifabricatul spirei este solicitat la răsucire. Avem date prin enunţ toate elementele necesare. 1. Calculăm diametrul semifabricatului: 16 600 10 d 280 d 4, 77 mm Rotunjim la valoarea standardizată cea mai apropiată: d = 5 mm 30. Rezolvare: Este o problemă de solicitare compusă (încovoiere cu răsucire). 1. Reprezentăm toate elementele barei, cu ambele reacţiuni în sus:
64
2. Calculăm reacţiunile cu ecuaţiile echilibrului momentelor:
M
A
0
10.000 600 R B 1.000 0 R B 6.000 N
M
B
0
R A 1.000 10.000 400 0 R A 4.000 N 3. Facem verificarea cu ecuaţia echilibrului forţelor: 4.000 10.000 6.000 0 4. Calculăm momentul încovoietor în punctul 1: M1 4.000 600 2.400.000N mm 5. Trasăm diagrama momentelor încovoietoare:
6. Momentul încovoietor maxim este în punctul 1:
Mmax 2.400.000 N mm 7. Calculăm momentul de răsucire transmis: P M r 9.550.000 n 100 M r 9.550.000 750 M r 1.273.330 N mm 8. Aplicăm teoria a III-a de rezistenţă, care dă rezultatele cele mai acoperitoare:
M iech M i2 M r2 M iech 2.400.0002 1.273.3302 M iech 2.716.870 N mm 9. Calculăm modulul de rezistenţă axial necesar barei:
WZnec
M iech ai
2.716.870 140 19.406 mm 3
WZnec WZnec
65
10. Pentru secţiunea circulară formula modulului de rezistenţă axial este:
WZ
d3 32
11. Din punctele 9 şi 10 rezultă: d 3 19.406 32 32 19.406 58, 22 mm
dnec dnec
3
12. Rotunjim la valoarea standardizată cea mai apropiată: d 60mm
66
IV.
BIBLIOGRAFIE ORIENTATIVĂ
1. * * *, Manualul inginerului mecanic. Mecanisme. Organe de maşini. Dinamica maşinilor, Editura Tehnică, Bucureşti, 1976. 2. Gh. Buzdugan, M. Blumenfeld, Calculul de rezistenţă al pieselor de maşini, Editura Tehnică, Bucureşti, 1979. 3. N. S. Gheorghiu şi alţii, Organe de maşini, Institutul Politehnic „Traian Vuia”, Timişoara, 1979. 4. Gh. Buzdugan, Rezistenţa materialelor, Ediţia XI revizuită, Editura Tehnică, Bucureşti, 1980. 5. N. S. Gheorghiu, N. Ionescu, Organe de maşini I. Transmisii mecanice, Institutul Politehnic „Traian Vuia” Timişoara, 1982. 6. T. Demian, D. Tudor, E. Grecu, Mecanisme de mecanică fină, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1982. 7. D. Pavelescu şi alţii, Organe de maşini, vol. I, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1985. 8. HÜTTE, Manualul inginerului. Fundamente, Editura tehnică, Bucureşti, 1995. 9. DUBBEL, Manualul inginerului mecanic. Fundamente, Editura tehnică, Bucureşti, 1998. 10. Standarde române. Ediţie oficială. 11. Adrian Stoica (coordonator), Ghid practic de elaborare a itemilor pentru examene, Institutul de Ştiinţe ale Educaţiei, Bucureşti, 1996
67
V.
ANEXA 1. UNITĂŢI DE MĂSURĂ
Unităţi de bază Denumirea
Simbolul
Reprezintă
METRU KILOGRAM SECUNDĂ AMPER KELVIN CANDELĂ MOL
m kg s A K cd mol
lungimea masa timpul intensitatea curentului electric temperatura intensitatea luminoasă cantitatea de materie
Multipli şi submultipli zecimali Denumirea Simbolul Reprezintă exa peta tera giga mega kilo hecto deca
E P T G M k h da
1018 unităţi 1015 unităţi 1012 unităţi 109 unităţi 106 unităţi 103 unităţi 102 unităţi 10 unităţi
Denumirea Simbolul Reprezintă deci centi mili micro nano pico femto atto
d c m μ n p f a
10-1 unităţi 10-2 unităţi 10-3 unităţi 10-6 unităţi 10-9 unităţi 10-12 unităţi 10-15 unităţi 10-18 unităţi
Unităţi curente în rezistenţa materialelor Denumirea forţă moment (cuplu)
Simbolul F (N, T, R) M (Mi, Mt)
Reprezintă
Unitatea de măsură N
produsul forţă - lungime
modul de rezistenţă moment de inerţie
W (Wy, Wz) I (Iy, Iz, Ip)
proprietate geometrică a secţiunii
Submultipli uzuali
1 daN = 10 N 1 kN = 1000 N 1 N∙mm = 0,001 N∙m 1 daN∙mm = 0,01 N∙m
N∙m
σ (τ)
efort unitar (σa, σef, σi) raportul (rezistenţă) (τa, τef, τt) forţă – suprafaţă modul de (presiune) E (G) elasticitate
Multipli uzuali
1MPa 1 Pa
1GPa 1 mm3
cm3
mm4
cm4
N mm
2
kN mm 2
106 Pa
109 Pa
68
Mărimile utilizate în carte Simbolul
Denumirea
Unitatea de măsură
Simbolul
Mi ech
dnec
diametrul necesar
mm
lnec
lungimea necesară
mm
Δl
variaţia lungimii
mm
A
aria
mm2 2
Sef
secţiunea efectivă
mm
Snec
secţiunea necesară
mm2
ΔS
mm2
Fcr
variaţia secţiunii modulul de rezistenţă polar al secţiunii modulul de rezistenţă axial (axa z) al secţiunii modulul de rezistenţă axial (axa z) efectiv modulul de rezistenţă axial (axa z) necesar momentul de inerţie al secţiunii (axa z) forţa critică (la flambaj)
Ncap
forţa normală (axială) capabilă
N
forţa de rupere (necesară)
N
Tcap
forţa tăietoare (transversală)
N
RA
reacţiunea în reazemul A
N
RB
reacţiunea în reazemul B
N
Wp Wz Wz.ef Wz.nec Iz
Nr
3
Mmax
mm3 mm3 4
mm N
momentul încovoietor echivalent momentul încovoietor maxim
Unitatea de măsură
Simbolul
N·mm
σr
efortul unitar longitudinal la rupere
σef
efortul unitar longitudinal efectiv
σmax
efortul unitar longitudinal maxim
N·mm
Mr
momentul de răsucire
N·mm
Mt
momentul de torsiune
N·mm
εc εe εr
alungirea specifică de curgere
mm
mm3
Denumirea
σa σac σag σai σat σe
σt
alungirea specifică elastică alungirea specifică de rupere efortul unitar longitudinal admisibil (rezistenţa admisibilă) efort unitar longitudinal admisibil la compresiune (rezistenţa admisibilă) efort unitar admisibil la presiune (rezistenţa admisibilă) efortul unitar admisibil la încovoiere (rezistenţa admisibilă) efort unitar longitudinal admisibil la tracţiune (rezistenţa admisibilă) efortul unitar longitudinal elastic
N mm 2 N mm 2
τa τar τef
N mm 2
τfa
N mm 2
Cr
N mm 2 N mm 2
Denumirea
efortul unitar longitudinal la tracţiune (întindere) efort unitar transversal admisibil (rezistenţa admisibilă) efort unitar transversal admisibil la răsucire (rezistenţa admisibilă) efort unitar transversal efectiv
P
efort unitar transversal admisibil la forfecare (rezistenţa admisibilă) coeficientul de siguranţă faţă de rezistenţa la rupere puterea
n
turaţia
Unitatea de măsură
N mm 2 N mm 2 N mm 2 N mm 2 N mm 2 N mm 2 N mm 2 N mm 2
kW rot min
VI.
ANEXA 2. GLOSARUL TERMENILOR DE EVALUARE
ITEM – reprezintă elementul component al unui instrument de evaluare; testează unul sau mai multe obiective; este compus din o întrebare şi un răspuns ITEM = întrebare + răspuns aşteptat (1)
ITEMI OBIECTIVI ► realizează măsurarea rezultatelor învăţării cu grad înalt de obiectivitate (a) itemi cu alegere duală (răspuns alternativ) Se selectează un răspuns din cele două posibile Exemple: adevărat/fals, corect/greşit, da/nu, acord/dezacord (b) itemi de tip pereche Se stabilesc corespondenţe între categorii distribuite pe coloane paralele, prima conţinând premizele, a doua conţinând răspunsurile Exemple: termeni/definiţii, date/evenimente, reguli/exemple, simboluri/concepte, principii/exemplificări (c) itemi cu alegere multiplă Se alege un răspuns dintr-o listă de alternative pentru o singură premisă. Un răspuns este bun, celelalte sunt doar plauzibile (distractori) Exemplu: termen/listă de definiţii
(2)
ITEMI SEMIOBIECTIVI ► testează o gamă largă de capacităţi intelectuale, la nivelul de complexitate dorit (a) itemi cu răspuns scurt Se pune o întrebare directă, răspunsul trebuie construit (propoziţie, frază) Exemple: numele conceptului/definiţie, numele conceptului/lista caracteristicilor, text/extragere de informaţii, simboluri/concepte, principii/exemplificări (b) itemi cu răspuns de completare Se dă o afirmaţie incompletă, răspunsul trebuie construit (unul-două cuvinte încadrate în context) Exemple: definiţie/ termen, text/concluzie, reprezentare grafică/legendă (c) întrebări structurate Sunt constituite din mai multe subîntrebări de tip obiectiv, semiobiectiv sau eseu scurt, legate între ele printr-un element comun: material primar → subîntrebări → date suplimentare → subîntrebări
(3)
ITEMI SUBIECTIVI (CU RĂSPUNS DESCHIS) ► testează originalitatea, creativitatea şi caracterul personal al răspunsului (a) rezolvarea de probleme Se cere rezolvarea unei probleme sau a unei situaţii pe căi clare şi verificabile (b) itemi de tip eseu Se cere construirea unui răspuns liber (eseu liber) sau în conformitate cu un set de cerinţe date (eseu structurat)
70
