Excentricita: krut, na který se zapomíná
Konzola nese sílu na vyložení. Ve svaru je proto smyk od té síly a krut od toho, že nemíří přes těžiště — a druhé je skoro vždycky větší.
τ′ = F⁄a·L τ″ = T·r⁄a·J T = F·epřímá a krutová složka; sečíst vektorově
Přímá složka je po celé skupině stejná. Krutová roste se vzdáleností od těžiště a míří kolmo na průvodič — takže nejhorší je vždycky nejvzdálenější konec housenky, a obě složky se tam obvykle sčítají skoro souhlasně.
Přes těžiště by bylo využití
4 %,
s excentricitou
23 % —
tedy 5,5×.
Přímý smyk F/A se s excentricitou vůbec nemění; přidá se k němu krutová složka T·r/J, která roste lineárně se vzdáleností od těžiště a je největší na koncích housenek. Proto se u konzol nevyplácí prodlužovat svar směrem k síle, ale roztáhnout ho do stran — J roste se čtvercem vzdálenosti, kdežto délka jen lineárně. Zkus zvětšit rozteč a sleduj, jak využití klesne, aniž by se přidal jediný milimetr svaru.
Přímý smyk F/A se s excentricitou vůbec nemění; přidá se k němu krutová složka T·r/J, která roste lineárně se vzdáleností od těžiště a je největší na koncích housenek. Proto se u konzol nevyplácí prodlužovat svar směrem k síle, ale roztáhnout ho do stran — J roste se čtvercem vzdálenosti, kdežto délka jen lineárně. Zkus zvětšit rozteč a sleduj, jak využití klesne, aniž by se přidal jediný milimetr svaru.
Tohle je nejčastější chyba v návrhu svařence. Spočítá se F/A, vyjde krásná rezerva, a konzola praskne v rohu housenky. Přímý smyk může být klidně desetina celku. Když síla nemíří přes těžiště skupiny, krut tam je — vždycky.
Jak to vidět bez počítání
- Kde je těžiště skupiny? Ne kde je díra, ne kde je plech — kde je svar.
- Prochází jím nositelka síly? Když ne, je tam krut o velikosti F·e.
- Který konec housenky je nejdál? Ten to odnese.
Co s tím
Tři možnosti, seřazené podle účinnosti:
- Zmenšit excentricitu. Posunout svar blíž k síle, nebo sílu blíž ke svaru. Účinkuje lineárně a je zadarmo.
- Roztáhnout skupinu. J roste se čtvercem, r jen lineárně, takže poměr r/J klesá. Taky zadarmo.
- Zvětšit krk. Poslední možnost — účinkuje jen lineárně a stojí čas, teplo a deformaci.