Copyright 2020 - Custom text here
A NAGY ÖSSZEOMLÁS 2012
 

április 18. szerda 1400 Ybl - Nagyelőadó
 
A SZIE Ybl Miklós Építéstudományi Kar, Mechanika és Tartószerkezetek Tanszék
 pályázatot hirdet hallgatói részére tartószerkezeti modell építésére
 
a 20. alkalommal megrendezése kerülő
makaróni versenyre
 

A pályázat hagyományos célkitűzései:

A hallgatók ízelítőt kapnak az optimális tartószerkezeti tervezés problémáiból, tervezői dilemmákból (szerkezetválasztás, funkció, forma, gazdaságosság összhangja) egy viszonylag könnyen átlátható feladat keretében. Emellett felhívjuk a hallgatók figyelmet a modellépítés fontosságára, amely a modern tervezés egyik alapeszköze.

A verseny keretében kívánunk alkalmat teremteni a hallgatóknak leleményességük és statikai érzékük kibontakoztatására, képességeik felszínre hozására. A különböző megoldások és a törési kísérlet közös értékelésével hasznos ismereteket szerezhetnek a hallgatók, ezzel fejlesztve konstrukciós érzéküket.

A modellépítési tevékenységet gondolatébresztőnek szánjuk a hasonló, valódi szerkezetek tervezési, gyártási és kivitelezési kérdéseinek megismeréséhez.
 
A pályázaton való részvétel feltételei:

§          A Kar hallgatói egyénileg és csoportosan (max 3 fő) is pályázhatnak. Csoportos pályázat esetén a Kar, legfeljebb 1 volt hallgatója is bevonható. 1 fő összesen (egyénileg és csoportosan) legfeljebb 3 modellel vehet részt a pályázaton.

 

§          A pályázatra április 16.-án 1200 óráig lehet jelentkezni a Mechanika és Tartószerkezetek Tanszék titkárságán.

 

§          A modellt 2012. április 17.-én kedden 1700 óráig, elkészült állapotban kell leadni a Mechanika és Tartószerkezetek Tanszéken.

 

§          A modelleknek az alább részletezett kiírási feltételeknek feleljenek meg. A törőberendezés csek ezen geometriájú modellek terhelésére alkalmasak., ezért az ettől eltérő modelleket nem tudjuk vizsgálni.

 

A feladat leírása és a geometriai kötöttségek

 

A pályázati feladat egy rudakból kialakított térbeli rácsos szerkezetű híd elkészítése az alább megadott maximális terhelés figyelembevételével. A törőberendezés összeállításáról és a modellek geometriai kötöttségeiről az 1. ábra szolgál tájékoztatásul.

A hidat befoglaló hasáb maximális külső méretei kötöttek:

§          hosszúsága 1200 mm;

§          szélessége 100 mm;

§          magassága 250 mm.
A szerkezet megtámasztása és terhelése a mellékelt vázrajz szerint történik. Az alátámasztási pontok távolsága: 1060 mm, a terhelő erő tengelye a szimmetriatengelytől mérve 80-80mm-re van kialakítva. A terhelő és reakció erők egyaránt 20×100 mm méretű felületeken adódnak át, amint az a rajzon is látható.
A szerkezet további, oldalirányú megtámasztására nincs mód, a modell stabilitását a hídszerkezet megfelelő kialakításával kell elérnie a hallgatóknak.
 

A mellékelt vázrajzon feltüntetett és az itt leírtakon túl további geometriai megkötés nincs, de a csomóponti kialakításra vonatkozó előírásokat be kell tartani (2. ábra). A rácsozat jellege és a szerkezet keresztmetszeti kialakítása tetszőleges - az adott korlátokon belül változó is lehet.

A rúdszerkezet anyaga:

Kizárólag a kereskedelemben kapható normál keresztmetszetű, maximum 4 mm átmérőjű henger és csőkeresztmetszetű száraztészta (spagetti, makaróni), amelyeket vegyesen is lehet alkalmazni. Laptészta (csusza-, lasagne-) nem alkalmazható.

A tészta szilárdságát különböző módszerekkel növelni nem szabad (pl. ragasztóval, lakkal, festékkel történő bevonás, az üregek kitöltése, drótbetét behúzása, stb…).

Csomópontok, illesztések:
A csomópontok kialakításához felhasználható:
§          folyékony ragasztó (bármilyen)
§          cérna, fonal
§          cellux (szalagragasztó).
 

A szerkezetet alkotó rudak kialakításának szabályai:

Rúdkötegek alkalmazása megengedett, de esztétikai és gazdaságossági szempontból a filigrán megjelenés előnyös a modellek elbírálásánál.

Erőbevezetési helyek, támaszpontok:

A szerkezet megtámasztási felületeinek környezetében, a rácsozás geometriájának kialakítását, a fogadó csomópont kiképzését különös gonddal kell végezni, hogy az erők bevezetési helyein, a pontatlanságok és egyenetlenségek miatti, esetleges lokális tönkremenetel elkerülhető legyen. Ügyelni kell arra, hogy a feltámaszkodó elemek egy síkban legyenek. Csekély pontatlanság nem okoz különösebb zavart.

 

 

Terhelés, optimális szerkezet kialakítás:

A modellkészítés célja nem a maximális teherbírás elérése, hanem a valós tervezési feladatoknak megfelelő optimális szerkezeti kialakítás.

Az optimálisan kialakított pályázati modell az, amelyik az FEd = 140 N nagyságú mértékadó függőlegesen ható terhelést a lehető legkisebb anyagfelhasználás mellett elviseli, azaz teljesül, hogy FEd ≈ FRd. A teherbírásra kapható pontszám maximumát a 140N-hoz legközelebb eső teherbírással lehet elérni (ld. az értékelési szempontoknál).

 

(Az előző tervezési szempont miatt a kísérlet maximális terhelését korlátozzuk, maximálisan F=280 N-ig növeljük az erőt. A minimális teherbírás pedig 70 N.)

 
 

Tervezési szempontok, javaslatok korábbi tapasztalataink alapján
 

Tervezéskor képzeljük magunkat olyan helyzetbe, mintha igazi megbízásunk lenne. Vegyük figyelembe: ha a szerkezetet túl erősre tervezzük, hiába jó és szép a tervünk, a nagy anyagfelhasználás okozta költség többlet miatt a képzeletbeli „Megbízó” a versenytárgyalás után mást fog megbízni a feladat megtervezésével és megvalósítással. Az anyagfelhasználás csökkentésének azonban határa van, mert ha szerkezet nem felel meg a tervezett funkcióra az megengedhetetlen, különösen akkor, ha az már a szerkezet teherbírását vagy állékonyságát veszélyezteti.
 

A rácsozat kialakításánál a hallgatók törekedjenek a statikailag kedvező forma megválasztására. Nem a tészta szilárdságának a növelése cél, hanem a szerkezet alakjának és rácsozatának, statikai szempontból leghatékonyabb kialakítása.

 

A modellek rendkívül érzékenyek, rideg törésre hajlamosak, szállításukat, mozgatásukat nagyon óvatosan kell végezni. Minden óvatosság mellett is javasoljuk, hogy a résztvevők hozzanak magukkal gyorsan kötő ragasztót, illetve készüljenek fel arra az estre, ha mégis kisebb javításokat kellene elvégezni a megterhelés előtt.

 

Az összeállításhoz használt ragasztó: ne rontsa le a tészta minőségét, viszonylag gyorsan száradjon, szilárdulás után kellően merev legyen. Bármilyen ragasztó használható, csupán azt kell szem előtt tartani, hogy a szerkezet ne a csomópontoknál menjen tönkre, és az építés megkönnyítése céljából viszonylag gyorsan száradjon. A ragasztók közül jól bevált a diszpergum (csemperagasztó), ami háztartási boltokban kapható, valamint a Triplex faipari ragasztó.

 

 
 A modellek azonosítása

 

modellen egy jeligét kell feltüntetni jól látható módon (vastag nagybetűvel) úgy, hogy az egy, a modellről készült fényképen is olvasható legyen.

A készítő(k) nevét – a szak, évfolyam megjelölésével –, zárt borítékban kell mellékelni.

boríték külső oldalán a készítő(k) létszáma és csak ugyanaz a jelige szerepelhet, ami a modellen látható.
 
 
Terheléses vizsgálat
 

A modelleket 2012. április 18.-án szerdán 1400 órától a Nagyelőadóban egyenként vetjük alá vizsgálatnak a Bíráló Bizottság és minden érdeklődő jelenlétében.

  

A modelleket készítőik helyezik a kísérleti berendezésre, amelyhez természetesen minden segítséget megadunk. A vizsgálatot 70 N terhelésről kezdjük, és tönkremenetelig, de legfeljebb 280 N-ig folytatjuk.

Tönkrementnek tekintjük a szerkezetet akkor, ha behelyezéskor 70 N-nál kevesebbet bír, vagy a modell teherbíró képessége bármilyen okból kimerül (rúdszakadás, 10%-ot elérő összenyomódás, elcsavarodás, kihajlás esetén a modell a törőszerkezethez ér: kb. ± 30 mm oldalirányú kitérés), ill. olyan mennyiségű szerkezeti elem megy tönkre, hogy az alakváltozás a terhelő erő további növelése nélkül folyamatosan növekszik.
 
 
Értékelési szempontok
 
A modellek értékelésénél az alábbi szempontokat és pontszámokat vesszük alapul, maximálisan 100 pontot lehet elérni.
 

Szerkezet esztétika: max. 10 pont. A bíráló bizottság a modell mérnöki kialakítását pontozza, mérlegelve, hogy a szerkezet megfelelő összhangban van-e a terheléssel, illetve figyelembe véve a technikai megoldásokat, a kivitelezés gondosságát, bonyolultságát, és a hídmodell esztétikai megjelenését.

 

Teherbíró képesség: max. 70 pont, ha 140 N-nál törik el a szerkezet.

 

Alulméretezett szerkezet esetében: minden 1 N-al kisebb teherbíró képesség –1 pont levonással jár, azaz pl.

100 N teherbírás:              70 – (140 N -100 N)×1,0= +30 pontot ér;

120 N teherbírás:              70 – (140 N -120 N)×1,0= +50 pontot ér;

viszont ha a szerkezet teherbírása 70 N-nál kevesebb a teherbíró képességre

adott pontszám: 0 pont.

 

Túlméretezett szerkezet esetében: minden 1 N-al több teherbíró képesség -0,5 pont levonással jár, azaz pl.

250 N teherbírás:              70 – (200 N-210 N)×0,5= +40 pontot ér;

280 N teherbírás:              70 – (280 N-140 N)×0,5=     0 pontot ér.

                                               (280 N terhelő erő elérése után a kísérletet nem folytatjuk.)

 

Gazdaságosság: max. 20 pont. A szerkezet teherbiro arányából állapítható meg az összes model törési eredményének figyelembevételével.
 
Az összesített pontszám a fenti három bírálati szempont alapján összegyűjtött pontok összege.
 

Értékelési példa: a modell súlya 150 g, a modell 120 N terhelésnél ment tönkre. Esztétikára 5 pontot kapott, a teherbíró képességre 50 pont járt, a gazdaságossági értékelésből az összes modell törése után 13,5 pontot kapott. Így a végpontszám: 68,50 pont.
 
Bíráló Bizottság
elnöke:
Dr. Makovényi Ferenc, dékán, tanszékvezető (SZIE Ybl Miklós Építéstudományi kar)
tagjai:
Dr. Garai József, tanszékvezető (SZIE-YMÉK, Mechanika és Tartószerkezetek Tanszék)
Dr. Dombay Gábor, szakvezető, f. tanár (SZIE-YMÉK, Közmű- és Mélyépítési Tanszék)
Wehner Péter, nyugalmazott tanszékvezető (SZIE-YMÉK, Mechanika és Tartószerkezetek Tanszék)
Dr. Ivits Iván, nyugalmazott tanszékvezető (SZIE-YMÉK, Mechanika és Tartószerkezetek Tanszék)
 

Jutalmazás

 

Az első 10 helyezettnek a Mechanika és Tartószerkezetek Tanszék az aktuális tárgyából (~tárgyaiból) elért legalább elégséges érdemjegyét az adott félévben alábbiak szerint följavítjuk:

1.-2. helyezetteknek +3 jeggyel

3.-4. helyezetteknek +2 jeggyel

5.-10. helyezetteknek +1 jeggyel,

összesítve is személyenként legfeljebb 3 jeggyel, továbbá az első 3 helyezett pályamű készítői oklevél és pénzjutalomban részesülnek.

 

A töréses vizsgálatot követően milánói makaróni tort ülünk. Ennek keretében kerül sor az eredményhirdetésre, az oklevelek átadásra a pályázók részére, valamint tovább értékeljük a versenyt és a makaróni tulajdonságait.

 

 

Egyéb információ

 

§          Minden beadott modell fényképét és adatait szeretnénk megőrizni az utókornak, ezért a Mechanika és Tartószerkezetek Tanszék köszönettel venné, ha a pályázók a modell „építése” közben is készítenének felvételeket és ezeket, valamint az elkészített szerkezet háromdimenziós drótváz modelljét is át tudnák adni a Tanszéken, AutoCad 2007 dwg file formájában.
 

§          A modellkészítéssel kapcsolatos technikaikérdésekben tájékoztatásért a Tanszék oktatóihoz, konzultációs idejük alatt lehet fordulni.

 

§          A terhelési folyamatot álló- és mozgóképen egyaránt kívánjuk rögzíteni.

 
 Budapest, 2012. március 14.
 
Szilárdsági tájékoztató adatok a modellek tervezéséhez

 

a NAGY ÖSSZEOMLÁS

tartószerkezeti pályázathoz
 

Az optimális kialakítás megtervezéséhez a tészta anyag szilárdságának figyelembevétele szükséges. Ezért a korábbi években hajlító törőkísérleteket végzett a Tanszék a határfeszültségét és rugalmassági modulus megállapítására.

 

A törőkísérlet során az alábbiakban részletezett geometriai adatokkal rendelkező, középen koncentrált erővel terhelt kéttámaszú tartómodelleket vizsgáltuk:

§          tömör spagettiszál (Æ= 1,8 mm átmérő és L = 100 mm hossz);

§          csőkeresztmetszetű makaróni ( Æ= 3,2 mm külső-, Æ= 1,3 mm belső átmérő, ésL= 150mm hossz);

§          csőkeresztmetszetű makaróni (Æ = 3,0 mm külső-, Æ = 1,0 mm belső átmérő, és L = 150 mm hossz).

 

A kísérletek eredményeiből (40 mérés alapján) a következő szilárdsági paramétereket állapítottuk meg:

§          a hajlításból kapott húzószilárdság törési értékeinek számtani átlagaScreenHunter 03 May. 27 12.29 = 18,0 N / mm2,

§          a rugalmassági modulus átlagértéke a törési állapot közelében: E = 2000 N / mm2.

 

A ténylegesen felhasználandó tészta nyomószilárdságának megállapítására saját mérések, esetleg modellkísérletek elvégzését javasoljuk. A szerkezetkialakításra, teherbírásra további segítséget nyújthatnak az előző évek versenyeinek eredményei, mely a MET weboldalán megtalálható.

 

A nyomott rudak törési határerejét az ScreenHunter 04 May. 27 12.29 képlettel javasoljuk számítani, ahol ScreenHunter 09 May. 27 12.39 a tanszéki Segédletből a 95. oldal 10.18. táblázat „a” oszlopának adatai alapján, függvényében becsülhető (Freund Péter: Segédletek a Mechanika és Tartószerkezetek c. tárgyhoz, 2010.).

ScreenHunter 09 May. 27 12.39         a szokásos módon a ScreenHunter 03 May. 27 12.29képlettel számítható, ahol

ScreenHunter 09 May. 27 12.39           a rácsrúd kihajlási hossza,
i         pedig az inerciasugár. 
 

Képek a modellekről

A verseny alatt készült képeket Nagy Ádám Zoltán készítette, köszönjük!

.

 

Az eredmények

SSZ.

JELIGE

MÉRÉS

ÉRTÉKELÉS

ALKOTÓK

Mérés

sor-

száma

Önsúly

Kezdő

terhelés

Mérlegelés

Sörét

+

Vödör

Ólom-

sörét

teher

Össz-

teher

Teher-

bírás

(max.

70 pont)

Esztétika

(max.

10 pont)

Össz-

teher

/

Önsúly

Gazdaság-

osság

(max.

20 pont)

Össz-

pontszám

(max.

100 pont)

[ - ]

[ g ]

[ kg ]

[ kg ]

[ kg ]

[ kg ]

[ pont ]

[ pont ]

[ - ]

[ pont ]

[ pont ]

1.

CSAK NORRIS

HÍD

GALAMBOS GÁBOR

TORMA GÁBOR

2

249,0

6,71

8,30

7,23

13,94

69,43

6,4

56,00

20,00

95,83

2.

METEOROLÓGUS

MIHÁLY

GODINEK MÁRTON

PUSKÁS IMRE

4

402,9

6,71

9,90

8,83

15,54

62,29

6,2

38,58

13,78

82,26

3.

SZLENGBÖLLÉR

HŐGYE GYULA

MEDGYES KRISTÓF

6

592,1

6,71

10,56

9,49

16,20

58,99

7,2

27,37

9,77

75,96

4.

HATTORI HANZO

HŐGYE GYULA

MEDGYES KRISTÓF

5

430,7

6,71

6,01

4,94

11,65

46,53

6,5

27,06

9,66

62,69

5.

KOMA

MAKSA JÓZSEF

KORPÁS JÁNOS

1

653,0

6,71

3,70

2,63

9,34

23,43

7,9

14,31

5,11

36,44

6.

DZSONZSOLA

GODINEK MÁRTON

PUSKÁS IMRE

11

515,4

6,71

0,00

0,00

6,71

0,00

8,2

0,00

0,00

8,20

7.

ONE NIGHTER

GALAMBOS GÁBOR

TORMA GÁBOR

3

241,9

6,71

0,00

0,00

6,71

0,00

6,1

0,00

0,00

6,10

8.

ÁTTÖRÉS

PÉTERY TAMÁS

8

640,7

6,71

0,00

0,00

6,71

0,00

5,7

0,00

0,00

5,70

9.

FRÁSZKARIKA

PÉTERY TAMÁS

9

875,4

6,71

0,00

0,00

6,71

0,00

5,4

0,00

0,00

5,40

10.

NEPTUN

PÉTERY TAMÁS

7

695,8

6,71

0,00

0,00

6,71

0,00

4,9

0,00

0,00

4,90

11.

VILLÁM

PÉTERY TAMÁS

10

331,1

6,71

0,00

0,00

6,71

0,00

4,8

0,00

0,00

4,80

The free online CSS cleaner tool helps you to organize style for websites.