Poldi -tüüpi pingutusklambrid hoiavad kinni juhtmest või maandusjuhtmest kinnitusjõu abil. See haarav jõud tuleneb kahest aspektist:
① Hõõrdejõud, mille tekitab surveploki rõhk klambri tagumises osas ja kaarepinna hõõrdumine, mille moodustavad paljud väikesed lained;
② Hõõrdejõud, mille tekitab klambri esiosa kaarepind, mida võib ka öelda, et mitme U{0}}poldi vertikaalsurve (2, 3, 4 või 5 polti olenevalt konstruktsioonikonstruktsioonist) ja juhi kinnitamiseks lainekujulise -kujulise klambri tekitatud hõõrdejõud. Selle eelised on lihtne struktuur, liini kasutamise ajal pole vaja juhet lahti ühendada-mitte terminali tornide jaoks, liinide liigeste vähenemine, ehituse hõlbustamine ja liini ohutu käitamine.
Juhtide pinge arvutamine
Polt{0}}tüüpi pingutusklambrite tööpõhimõtte kohaselt sõltub klambri haardejõud mitme U-poldi pingutamisel, et kokku suruda juht ja tekitada saba pinget, tekitades samal ajal suurema hõõrdejõu eesmises kaareosas, et juhist kinni haarata. Hõõrdejõu suurus kaare pinnal sõltub hõõrdetegurist ja kaare poolt ümbritsetud nurgast. Joonisel 3-7 on näidatud poldi tüüpi pingutusklambri jõuanalüüsi diagramm ja klambri kaare pinna pingeanalüüs.
Joonis 3-7 Poldi tüüpi pingutusklambri jõuanalüüsi skemaatiline skeem ja klambri kaare pinna pingeanalüüsi skeem
(a) poldi{0}}tüüpi pingutusklambri jõuanalüüsi eesmärk; (b) Klambrikaare pinna pingeanalüüsi diagramm
Nagu on näidatud joonisel 3-7 (b), võttes klambril oleva mikrosegmendi dl isoleeritud kehana:
dN=Tsin(dθ/2) + (T + dT)sin(dθ/2)
Kuna dθ on väga väike, võime võtta sin(dθ/2)≈dθ/2 ja jättes tähelepanuta teist -järku lõpmatut väikest dTsin(dθ/2), saamedN=Tdθ.
Samuti, kunafdN+Tcos(θ/2)=(T+dT)cos(dθ/2), võttes cos(dθ/2)≈1, saame fdN=dT, seega:
dN=Tdθ=dT/fvõifdθ=dT/T
Mõlema poole integreerimine:
saameln(T₁/T₂)=f, mis annab:
(3-1)
Kus:
T₁- Juhi pinge, N
T₂- Soone saba pinge, N
e- Naturaallogaritmi alus, e=2.718
f- Libmishõõrdetegur
- Kaare nurk, rad
Võrrandist (3-1) on näha, et nurga suurendamine võib suurendada hõõrdejõudu. Täiendav paindepinge juhile on aga pöördvõrdeline kõverusraadiusega R. Liigne lisapinge vältimiseks juhile klambri väljapääsu juures tuleb suurendada klambri kõverusraadiust. Tavaliste polt-tüüpi pingutusklambrite puhul on kaarenurga ja kõverusraadiuse R suurendamisel teatud piir; liigne suurendamine toob kaasa liiga suured mõõtmed, liigse kaalu ja ebapraktilisuse.
"Teatud piiri" probleemist ülesaamiseks on tavaks teha klambri saba laine{0}}kujuliste väikeste soontega (liiga sügavad lained ei sobi alumiiniumjuhtmest tugevdatud - ACSR-i jaoks) ja U-poltide abil juht soontesse suruda, et suurendada kaarepinna hõõrdumist. Kuna aga juhil on teatud jäikus (suurematel juhtidel on suurem jäikus), nõuab juhi painutamine teatud survet. Seetõttu peab U-poltide paigaldamise pingutusjõud esmalt ületama juhi jäikuse. Pärast seda, kui juht on surutud vastu soone põhja, saab ülejäänud jõudu kasutada juhi kokkusurumiseks (oluline on see, et alumiiniumkiud kokku suruda). Sageli tekib juhti suruva ebapiisava jõu tõttu kaarepinna hõõrdumine peamiselt alumiiniumkiudude ja klambri vahel, mis põhjustab alumiiniumkiudude purunemise ja terassüdamiku väljatõmbamise, moodustades "südamiku väljatõmbamise" nähtuse. Seetõttu tuleb arvestada kaare pinna survepingega. Nagu on näidatud joonisel 3-7, on arvutusmeetod järgmine:
(3-2)
(3-3)
Kus:
φ- Kaare nurk, rad
R- Kumerusraadius, m
q- Rõhk pikkuseühiku kohta, N/cm
τ- Hõõrdejõud pikkuseühiku kohta, N/cm
Vastavalt jõu tasakaalu tingimusteleΣTᵧ = 0, siis:
Seetõttu saame lahendada:
Asendades võrrandi (3-3), on rõhk pikkuseühiku L kohta soone kaare pinnal:
q=(T₁ + T₂)/[2Rtan(φ/2)] (3-4)
Poldi-tüüp Pingutusklambri haardesurve arvutamine
Poldi rõhu arvutamise eesmärk on tagada piisav staatiline hõõrdejõud pärast pingutusklambri paigaldamist.
M10-M60 jämekeerme jaoks, pingutusmomentM=0.2pd(kus p on poldi eelkoormusjõud, d on poldi nimiläbimõõt). Poldi eelkoormusjõu analüüsimise mugavuse ja usaldusväärse eelkoormuse tagamiseks peaks see jõudma 50–70% materjali tootlikkuse piirist. Sel ajal saab poldi eelpingejõu tuletada järgmiselt:
p = M/(0.2d) = 5(M/d) (3-5)
Analüüsi ja hinnangu hõlbustamiseks oletagem, et pingutusklambri soone profiili haardejõud juhile koosneb neljast poldi rõhust p₁, p₂, p3, p4, kolmest väikese kaare hõõrdejõust Δt₁, Δt₂, Δt₃ (nagu on näidatud joonisel 3-8), ja suurest kaarest Δ3-8.
Joonis 3-8 Poldi tüüpi pingutusklambri kaablikanalis jõu jaotuse skemaatiline diagramm
Materjali mehaanika teooria kohaselt kahe poltmutri paigutuse mõistmine lihtsa talakonstruktsioonina (nagu on näidatud joonisel 3-9),
Joonis 3-9 Lihtsalt toetatud tala
ja eeldades, et kahe poltmutri kogurõhk on p', tala deformatsioon on δ ja EJ on paindetugevus, on kahe poltmutri moodustatud lihttala kogurõhk:
p'=(48EJδ)/L³ (3-6)
Juhi kokkusurumiseks kasutatav jõud p₁ on:
p₁ = 2p - p' (3-7)
Kui hõõrdetegur terasklambri ja alumiiniumkiudude vahel on f (tavaliselt f=0.25), siis on hõõrdejõud T₂:
T₂ = T₁f = 0.25T₁ (3-8)
Võrrandist (3-1) on hõõrdejõu arvutamise valemid kolme väikese kaare jaoks järgmised:
Suure kaare hõõrdejõud ΔT on:
ΔT = (T₁ + Δt₁ + Δt₂ + Δt₃)(e^(f ) - 1) (3-9)
Klambri koguhaardejõud T on:
T = T₁ + Δt₁ + Δt₂ + Δt₃ + ΔT (3-10)
Juhi murdejõu saab arvutada järgmise valemiga:
(3-11)
Kus:
σAB- Alumiiniumist kiudude katkemispinge, N/mm²
σSB- Teraskeerme purunemispinge, N/mm²
FA- Alumiiniumist kiudude rist-lõikepindala, mm²
FS- Teraskeerme rist-lõikepindala, mm²
Alumiiniumtraadi pinge arvutamine kaare pinnal
Kaarepinnal oleva juhi alumiiniumtraadi pinged hõlmavad põiksuunalist survepinget, pikisuunalist tõmbejõudu ja paindepinget, mis on arvutatud võrrandiga (3-1). Rõhk q pikkuseühiku kohta kaare pinnal on:
q=(T₁ + T₂)/[2Rtan(φ/2)] (3-12)
Kus:
φ- Suure kaarepinna kaarenurk, rad
R- Suure kaare raadius, mm
Survepinge σN pindalaühiku kohta kaarepinnal oleva juhi alumiiniumtraadi kohta vastavalt õhuliini mehaanilistele arvutuspõhimõtetele:
σN = q/D (3-13)
Kus:
D- Juhi välisläbimõõt, mm
q- Rõhk pikkuseühiku kohta kaare pinnal, N/mm
Juhi veorattas paindumisest põhjustatud lisapinge σ on:
σ=(3/8) × (d/D)EA=0.375(d/D)EA(3-14)
Kahe{0}}dimensioonilise pinge arvutamise materjalimehaanika teooria kohaselt on kombineeritud pinge σ_s:
(3-15)
Tegelikult on kaare pinna survepingel σ_N vähe mõju kogupingele σ_s ja seda võib tähelepanuta jätta.
Seotud artiklid
