Design For Static Loading MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Design For Static Loading - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

संप्रत्यय:

जब एक तनन-भारित प्लेट में एक छेद मौजूद होता है, तो छेद के पास तनाव एकाग्रता होती है। अधिकतम प्रतिबल की गणना इस प्रकार की जाती है:

${\sigma }_{\text{max}}=K_t\cdot \frac{P}{A}$, जहाँ K_t सैद्धांतिक तनाव एकाग्रता कारक है।

दिया गया है:

भार, P = 10 kN = 10,000 N

प्लेट की चौड़ाई, w = 60 मिमी

मोटाई, t = 10 मिमी

तनाव एकाग्रता कारक, K_t = 2.5

गणना:

नाममात्र प्रतिबल, $\sigma =\frac{10000}{60\cdot 10}=16.67\text{MPa}$

अधिकतम प्रतिबल, ${\sigma }_{\text{max}}=2.5\cdot 16.67=41.67\text{MPa}$

निकटतम विकल्प 50 MPa है

संकल्पना:

कॉटर:

• कॉटर के जोड़ का उपयोग दो शाफ्टों में शामिल होने के लिए किया जाता है जो घूर्णन में हैं।
• कॉटर के जोड़ का उपयोग तब किया जाता है जब सदस्य अक्षीय तन्य या संपीड्य भार के अधीन होते हैं ।
• इसका उपयोग उन शाफ्टों को जोड़ने के लिए नहीं किया जाता है जो घूर्णन कर रहे हैं या बलाघूर्ण संचारित कर रहे हैं। जैसे पिस्टन रॉड और स्टीम इंजन के क्रॉसहेड के बीच जोड़।
• कॉटर जोड़ को सॉकेट और स्पिगोट जोड़ के रूप में भी जाना जाता है।
• कॉटर संयुक्त के तीन मुख्य भाग हैं

1. कॉटर 
2. स्पिगॉट 
3. सॉकेट

वर्णन:

प्रतिबल एकाग्रता का अपचयन:

हालाँकि प्रतिबल एकाग्रता के प्रभाव को पूर्ण रूप से हटाना संभव नहीं है, लेकिन प्रतिबल एकाग्रता को कम करने की विधियां हैं। वे निम्न हैं:

तनाव सदस्य में अतिरिक्त कटाव और छिद्र:

एकल कटाव के परिणामस्वरूप प्रतिबल एकाग्रता की उच्च डिग्री होती है। प्रभाव को तीन विधियों द्वारा कम किया जाता है:

• कई कटाव का प्रयोग 
• अतिरिक्त छिद्रों को ड्रिल करना 
• अवांछनीय पदार्थ का निष्कासन

वंकन में सदस्यों के लिए पट्टिका त्रिज्या, अध:कर्तन और कटाव:

शाफ़्ट में ड्रिल किये गए अतिरिक्त छिद्र:

वॉशर का संयोजन:

साधारण वॉशर पतले कुंडलाकार आकृति वाले धात्विक डिस्क होते हैं। इसका कार्य निम्न हैं:

• क्लैंप किये गए भागों की सतह के बड़े क्षेत्रफल पर भार को वितरित करना। 
• यह बड़े निकासी छिद्रों पर बेयरिंग सतह प्रदान करता है। 

स्पष्टीकरण:

नाँच संवेदनशीलता (q):

$\mathrm{q}=\frac{\mathrm{I}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{a}\mathrm{s}\mathrm{e}\mathrm{o}\mathrm{f}\mathrm{f}\mathrm{a}\mathrm{t}\mathrm{i}\mathrm{g}\mathrm{u}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{s}\mathrm{o}\mathrm{v}\mathrm{e}\mathrm{r}\mathrm{n}\mathrm{o}\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}\mathrm{a}\mathrm{l}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{s}}{\mathrm{I}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{a}\mathrm{s}\mathrm{e}\mathrm{o}\mathrm{f}\mathrm{t}\mathrm{h}\mathrm{e}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{t}\mathrm{i}\mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{l}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{s}\mathrm{o}\mathrm{v}\mathrm{e}\mathrm{r}\mathrm{n}\mathrm{o}\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}\mathrm{a}\mathrm{l}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{s}}=\frac{{\mathrm{k}}_{\mathrm{f}}-1}{{\mathrm{k}}_{\mathrm{t}}-1}$

जहाँ,

सैद्धांतिक प्रतिबल एकाग्रता कारक (Kt):

यह असंततता के निकट वास्तविक प्रतिबल का प्राथमिक समीकरण से नाममात्र प्रतिबल का अनुपात है।

${\mathrm{k}}_{\mathrm{t}}=\frac{\mathrm{H}\mathrm{i}\mathrm{g}\mathrm{h}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{v}\mathrm{a}\mathrm{l}\mathrm{u}\mathrm{e}\mathrm{o}\mathrm{f}\mathrm{t}\mathrm{h}\mathrm{e}\mathrm{a}\mathrm{c}\mathrm{t}\mathrm{u}\mathrm{a}\mathrm{l}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{s}\mathrm{n}\mathrm{e}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}\mathrm{i}\mathrm{s}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{t}\mathrm{i}\mathrm{n}\mathrm{u}\mathrm{i}\mathrm{t}\mathrm{y}}{\mathrm{N}\mathrm{o}\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}\mathrm{a}\mathrm{l}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{s}\mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{l}\mathrm{c}\mathrm{u}\mathrm{l}\mathrm{a}\mathrm{t}\mathrm{e}\mathrm{d}\mathrm{f}\mathrm{r}\mathrm{o}\mathrm{m}\mathrm{e}\mathrm{l}\mathrm{e}\mathrm{m}\mathrm{e}\mathrm{n}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{y}\mathrm{e}\mathrm{q}\mathrm{u}\mathrm{a}\mathrm{t}\mathrm{i}\mathrm{o}\mathrm{n}}=\frac{{\sigma }_{max}}{{\sigma }_o}=\frac{{\tau }_{max}}{{\tau }_o}$

श्रान्ति प्रतिबल एकाग्रता कारक (Kf):

यह एक गैरनॉच सदस्य की सामर्थ्य शक्ति का एक पायदान के साथ उसी सदस्य की श्रान्ति शक्ति का अनुपात है।

${\mathrm{k}}_{\mathrm{f}}=\frac{\mathrm{E}\mathrm{f}\mathrm{f}\mathrm{e}\mathrm{c}\mathrm{t}\mathrm{i}\mathrm{v}\mathrm{e}\mathrm{f}\mathrm{a}\mathrm{t}\mathrm{i}\mathrm{g}\mathrm{u}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{s}}{\mathrm{N}\mathrm{o}\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}\mathrm{a}\mathrm{l}\mathrm{f}\mathrm{a}\mathrm{t}\mathrm{i}\mathrm{g}\mathrm{u}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{s}}$

q = 0 ⇒ kf = 1 → नॉच श्रान्ति में संवेदनशील नहीं होता है।

q = 1 ⇒ kf = kt → नॉच श्रान्ति में पूरी तरह से संवेदनशील होता है।

संकल्पना:

सैद्धांतिक प्रतिबल संकेंद्रण कारक (Kt):

यह अनिरंतरता के निकट वास्तविक प्रतिबल से प्राथमिक समीकरण से नाममात्र प्रतिबल का अनुपात है।

${\mathrm{K}}_{\mathrm{t}}=\frac{\mathrm{H}\mathrm{i}\mathrm{g}\mathrm{h}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{v}\mathrm{a}\mathrm{l}\mathrm{u}\mathrm{e}\mathrm{o}\mathrm{f}\mathrm{t}\mathrm{h}\mathrm{e}\mathrm{a}\mathrm{c}\mathrm{t}\mathrm{u}\mathrm{a}\mathrm{l}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{s}\mathrm{n}\mathrm{e}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}\mathrm{i}\mathrm{s}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{t}\mathrm{i}\mathrm{n}\mathrm{u}\mathrm{i}\mathrm{t}\mathrm{y}}{\mathrm{N}\mathrm{o}\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}\mathrm{a}\mathrm{l}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{s}\mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{l}\mathrm{c}\mathrm{u}\mathrm{l}\mathrm{a}\mathrm{t}\mathrm{e}\mathrm{d}\mathrm{f}\mathrm{r}\mathrm{o}\mathrm{m}\mathrm{e}\mathrm{l}\mathrm{e}\mathrm{m}\mathrm{e}\mathrm{n}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{y}\mathrm{e}\mathrm{q}\mathrm{u}\mathrm{a}\mathrm{t}\mathrm{i}\mathrm{o}\mathrm{n}}=\frac{{\sigma }_{max}}{{\sigma }_o}=\frac{{\tau }_{max}}{{\tau }_o}$

श्रान्ति प्रतिबल संकेंद्रण कारक (Kf):

यह गैरनॉच सदस्य की श्रान्ति ताकत से एक नॉच के साथ उसी सदस्य की श्रान्ति ताकत का अनुपात है।

${\mathrm{K}}_{\mathrm{f}}=\frac{\mathrm{E}\mathrm{f}\mathrm{f}\mathrm{e}\mathrm{c}\mathrm{t}\mathrm{i}\mathrm{v}\mathrm{e}\mathrm{f}\mathrm{a}\mathrm{t}\mathrm{i}\mathrm{g}\mathrm{u}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{s}}{\mathrm{N}\mathrm{o}\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}\mathrm{a}\mathrm{l}\mathrm{f}\mathrm{a}\mathrm{t}\mathrm{i}\mathrm{g}\mathrm{u}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{s}}$

नॉच संवेदनशीलता (q):

$\mathrm{q}=\frac{\mathrm{I}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{a}\mathrm{s}\mathrm{e}\mathrm{o}\mathrm{f}\mathrm{f}\mathrm{a}\mathrm{t}\mathrm{i}\mathrm{g}\mathrm{u}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{s}\mathrm{o}\mathrm{v}\mathrm{e}\mathrm{r}\mathrm{n}\mathrm{o}\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}\mathrm{a}\mathrm{l}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{s}}{\mathrm{I}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{a}\mathrm{s}\mathrm{e}\mathrm{o}\mathrm{f}\mathrm{t}\mathrm{h}\mathrm{e}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{t}\mathrm{i}\mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{l}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{s}\mathrm{o}\mathrm{v}\mathrm{e}\mathrm{r}\mathrm{n}\mathrm{o}\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}\mathrm{a}\mathrm{l}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{s}}=\frac{{\mathrm{K}}_{\mathrm{f}}-1}{{\mathrm{K}}_{\mathrm{t}}-1}$

गणना:

दिया हुआ:

Kt = 2, q = 0.1

∵ $q=\frac{{\mathrm{K}}_{\mathrm{f}}-1}{{\mathrm{K}}_{\mathrm{t}}-1}$

$\Rightarrow 0.1=\frac{K_f-1}{2-1}$

⇒ Kf – 1 = 0.1

⇒ Kf = 1.1

अनियमित आयाम आयाम दिए जाने पर सैद्धांतिक प्रतिबल कारक (K_t) की भी गणना की जा सकती है-

जहां a = भार की दिशा के लिए लंबवत अर्ध-दीर्घ अक्ष और b = भार की दिशा के समानांतर अर्ध-लघु अक्ष।

तीव्र दरार के लिए

B → 0 ∴ Kt = ∞

वृत्त के लिए

A = B

∴ Kt = 3

एक प्रतिबल सांद्रण गुणक को अधिकतम प्रतिबल से अभिहित या संदर्भ प्रतिबल के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है। इसे सामान्य रूप से Kt के रूप में निरूपित किया जाता है, जो प्रतिबल की मात्रा को निर्धारित करता है। 

K_t = σ_max/σ_nom

अभिहित प्रतिबल (σnom), प्रतिबल संकेंद्रक जैसे खांचे के बिना प्रतिबल है जबकि अधिकतम प्रतिबल (σmax), प्रतिबल वर्धक फीचर के साथ अधिकतम प्रतिबल है।

दिया गया​ है: F = 10 kN = 10,000 N

t = 2 mm (मोटाई)

प्लेट की रेस की चौड़ाई= 40 mm

K_E = प्रतिबल सांद्रण गुणक (सैद्धांतिक)

= $1+\frac{2b}{a}$

वृत्ताकर छिद्र के लिए, K_E = 3 (∵ a = b)

σ₀ = $\frac{10\times 1000}{40\times 2}$ = 125 N/mm² = 125 MPa

∴ छिद्र पर प्रतिबल = (KE) × σ₀

(σ_max)_actual = 3 × 125 = 375 MPa

छिद्र के पास प्रतिबल सांद्रण 

= σ_max - σ₀

= (375 - 125) = 250 MPa

संकल्पना:

बिंदु P पर अधिकतम तन्य प्रतिबल $={\sigma }_0\left(1+\frac{2a}{b}\right)$ है। 

जहाँ $\left(1+\frac{2a}{b}\right)$ सैद्धांतिक प्रतिबल एकाग्रता कारक है। 

आकृति से यह स्पष्ट है कि a > b 

$\therefore 1+\frac{2a}{b}>3$

इसलिए अधिकतम तन्य प्रतिबल 3σ से अधिक है। 

यदि a = b है, तो बिंदु P पर प्रतिबल लागू प्रतिबल के 3 गुने के बराबर होगा। 

प्रतिबल - संकेंद्रण कारक (K) को असांतत्य पर एक सदस्य में अधिकतम प्रतिबल और शुद्ध क्षेत्रफल पर आधारित समान अनुभाग पर सामान्य या औसत प्रतिबल के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।

K या K_t = σ_max/σ₀ = τ_max/τ₀   जहाँ, σ₀ और τ₀ सामान्य प्रतिबल हैं तथा σ_max और τ_max असांतत्य पर स्थानीय प्रतिबल हैं।

गणितीय रूप से K_t = 1 + 2.a/b  

प्रतिबल - संकेंद्रण कारक K का उपयोग प्रतिबल संकेद्रण के प्रतिफल और असांतत्य पर स्थानीय प्रतिबल का पता लगाने के लिए किया जाता है।

K_t का मान पदार्थ और उस भाग के ज्यामिति पर निर्भर करता है।

संकल्पना:

• क्लांत विफलता को चक्रीय भारण के तहत समय विलंबित भंजन के रूप में परिभाषित किया जाता है।
• पदार्थ एक प्रतिबल परिमाण पर बदलते हुए प्रतिबलों के तहत विफल हो जाते हैं जो पदार्थ के अंतिम तन्य दृढ़ता से कम होता है, कभी-कभी परिमाण पराभव सामर्थ्य से भी न्यूनतम होता है।
• प्रतिबल निर्माण करने वाली क्लांत विफलता का परिमाण घटता है क्योंकि प्रतिबल चक्रों की संख्या बढ़ती है।
• बदलते हुए प्रतिबलों के लिए पदार्थो के कम हुए प्रतिरोध की घटना क्लांत विफलता की मुख्य विशेषता है।
• भागों के वे उदाहरण जिनमें क्लांत विफलताएं सामान्य हैं संचरण भाग, संयोजी रॉड, गियर, वाहन निलंबन स्प्रिंग और गेंद बेयरिंग हैं।

वक्र A धातुओं के लिए है और वक्र B अधातु के लिए है

आरेख से हम जानते हैं कि अलौह सामग्री के लिए क्लांत सामर्थ्य आमतौर पर 10⁷ प्रतिबल चक्रों पर होता है।

संकल्पना:

कटर जोड़: कटर जोड़ का प्रयोग दो शाफ्टों को जोड़ने के लिए किया जाता है जो या तो तन्य या सम्पीड़ित अक्षीय बल के अधीन होते हैं। इसका प्रयोग उन शाफ्टों को जोड़ने के लिए नहीं किया जाता है जो घूमते या बलाघूर्ण को संचारित करते हैं। उदाहरण - एक भाप इंजन के पिस्टन छड़ और पार शीर्ष के बीच का जोड़। 

कटर जोड़ में कटर दोहरे अपरूपण के कारण विफल हो जाता है। 

कटर जोड़ की अपरूपण विफलता

2 × t × b × τs = F

जहाँ t = कटर की मोटाई, b = कटर की चौड़ाई, τs = भार F के कारण कटर में विकसित अपरूपण प्रतिबल। 

गणना:

दिया गया है, मोटाई = t, अपरूपण प्रतिबल = ζ, भार = P चौड़ाई = b

तो, 

2 × t × b × ζ  = P

$b=\frac{P}{2t\zeta }$

स्पष्टीकरण:

अंगुलिपर्व जोड़ या फोर्कड पिन जोड़:

• अंगुलिपर्व जोड़ एक यांत्रिक घटक है जिसका उपयोग तन्य भार के तहत दो घटकों को जोड़ने के लिए किया जाता है। इसे फोर्कड पिन जोड़ के नाम से भी जाना जाता है। उदाहरण के लिए ट्रैक्टर और ट्रॉली। ट्रॉली को अंगुलिपर्व जोड़ की सहायता से ट्रैक्टर से जोड़ा जाता है

इसमें निम्नलिखित भाग शामिल हैं:

• एकल ऑय
• दोहरी ऑय या फोर्क
• अंगुलिपर्व पिन
• टेपर पिन
• कालर

• इसका उपयोग दो छड़ों को जोड़ने के लिए किया जाता है जिसमें एक एक ऑय होती है और दूसरी एक दोहरी ऑय या कांटा होती है। एकल ऑय में एक छेद होता है जिसे दोहरी ऑय या कांटा में डाला जाता है और कांटा में दो छेद होते हैं जिसमें अंगुलिपर्व पिन डाला जाएगा।
• अंगुलिपर्व पिन का उपयोग सिंगल-आई और डबल-आई सिरे को एक साथ पकड़ने औरधारण के लिए किया जाता है।
• नीचे की ओर अंगुलिपर्व पिन में, टेपर पिन के लिए एक छेद होता है और कॉलर नाम का एक और घटक होता है। कॉलर में टेपर पिन डालने के लिए दो छेद होते हैं।
• कॉलर होल और अंगुलिपर्व पिनहोल का मिलान किया जा रहा है।
• ग्रिपिंग उद्देश्यों के लिए वाह, हम सभी छेदों को इस तरह से लाते हैं कि अंगुलिपर्व पिन का छेद कॉलर के छेद के साथ मेल खाता है और टैपर पिन को अंगुलिपर्व पिन के छेद के माध्यम से कॉलर छेद में डाला जाता है।
• इस प्रकार पोर का जोड़ बनता है और जोड़ सुरक्षित हो जाता है।