UNIVERSITY OF PRETORIA Department of Mechanical and Aeronautical Engineering MACHINE DESIGN MOW323

Similar documents
Elektriese stroombane: Weerstand (Graad 11) *

FAKULTEIT INGENIEURSWESE FACULTY OF ENGINEERING. Volpunte: Full marks: Instruksies / Instructions

UNIVERSITEIT VAN PRETORIA / UNIVERSITY OF PRETORIA DEPT WISKUNDE EN TOEGEPASTE WISKUNDE DEPT OF MATHEMATICS AND APPLIED MATHEMATICS

PRIMARY SCHOOL GRADE 4 MATHEMATICS FORMAL ASSESSMENT TASK (FAT) 3. 3 JUNE 2016 EXAMINATIONS NAME & SURNAME GRADE 4 INSTRUCTIONS

Graphical Communication MGC 110 Grafiese Kommunikasie MGC 110

Maak 'n waterwiel * Siyavula Uploaders. 1 TEGNOLOGIE 2 Graad 7 3 STELSELS EN BEHEER: WATER 4 Module 8 5 MAAK `N WATERWIEL 6 Opdrag 1: 7 8 Opdrag 2:

Meghan van Wouw ( Christo Janse van Rensburg ( Blessing Buthelezi (

Graphical Communication MGC 110 Grafiese Kommunikasie MGC 110

EKURHULENI NOORD DISTRIK NOVEMBER EKSAMEN TEGNOLOGIE GRAAD 8 AFDELING MOONTLIKE PUNT PUNTE BEHAAL GEMODEREERDE PUNT A 30 B 50 C 20 TOTAAL 100

Department of Mathematics and Applied Mathematics Departement Wiskunde en Toegepaste Wiskunde

FAKULTEIT INGENIEURSWESE FACULTY OF ENGINEERING

Department of Mathematics and Applied Mathematics Departement Wiskunde en Toegepaste Wiskunde

Department of Mathematics and Applied Mathematics Departement Wiskunde en Toegepaste Wiskunde

INGENIEURSTATISTIEK BES 210 ENGINEERING STATISTICS BES 210

GRADE 7 - FINAL ROUND QUESTIONS GRAAD 7 - FINALE RONDTE VRAE

FAKULTEIT INGENIEURSWESE FACULTY OF ENGINEERING

GRADE 10 / GRAAD 10 NOVEMBER 2015 ENGINEERING GRAPHICS & DESIGN TOTAL / TOTAAL INGENIEURSGRAFIKA EN ONTWERP PAPER 2 / VRAESTEL 2

Om veld- en atletiekbaantegnieke aan te leer *

OOREENKOMS AANGEGAAN DEUR EN TUSSEN:

1. PRAISE EN WORSHIP 2. BATTLES: 3. DIE LEUENS VAN SATAN 4. WIE KAN DAN GERED WORD?

University Of Pretoria

Department of Mathematics and Applied Mathematics Departement Wiskunde en Toegepaste Wiskunde

Final Examination Copyright reserved. Finale Eksamen Kopiereg voorbehou. Analogue Electronics ENE June 2007

Speel met battery elektrisiteit *

OEFENVRAESTEL VRAESTEL 2

Die wind as bron van energie *

Inligtingkunde/Information Science INL 220

Final Examination Copyright reserved. Finale Eksamen Kopiereg voorbehou. Analoogelektronika ENE Junie 2008

Die wonder van water *

AFRIKAANS AS A SECOND LANGUAGE 0548/3, 0556/3

Whispers from the Past Kopiereg: Helen Shrimpton, 2016.

Courses for March 2012

TrumpetNet, 31 May 2007

AN INTEGRATED CONTINUOUS OUTPUT LINEAR POWER SENSOR USING HALL EFFECT VECTOR MULTIPLICATION

Trigonometrie: Trig identiteite (Graad 11)

Plekwaardes van heelgetalle *

Om die werking van steenkool-aangedrewe kragstasies as sisteme te kan demonstreer

Hierdie vraestel is deel van InternetLearning se ExamKit pakket.

Inligtingkunde/Information Science INL 220 HEREKSAMEN/RE-EXAMINATION Eksaminatore/Examiners: NOVEMBER 2009

Daniël en die Leeukuil

4 Operasies Op Data 4.1. Foundations of Computer Science Cengage Learning

TOM NEWBY SCHOOL EXAMINATION

Government Gazette Staatskoerant

OEFENVRAESTEL VRAESTEL 2 WISKUNDIGE GELETTERDHEID GRAAD 11

Die atmosfeer * Siyavula Uploaders. 1 NATUURWETENSKAPPE 2 Graad 5 3 DIE AARDE EN DIE HEELAL 4 Module 25 5 DIE ATMOSFEER

Trigonometrie: Die trig funksies vir enige hoek en toepassings (Graad 10) *

Dissipline en positiewe leerderdeelname. 23 Januarie 2016 SAOU Martin Botha

SKRYFBEHOEFTELYS GRAAD 7

Die Entrepreneur * Siyavula Uploaders

GESONDE KOS * Siyavula Uploaders. 1 LEWENSVAARDIGHEDE 2 Graad 1 3 EK IS GESOND! 4 Module 5 5 GESONDE KOS 6 VOEDSELPIRAMIDE

Atoomkombinasies: elektronegatiwiteit en ioniese binding *

OEFENVRAESTEL VRAESTEL 1 WISKUNDE GELETTERDHEID GRAAD 10

THE DEVELOPMENT OF A COMPUTER DRIVEN JIGSAW. A.J. Lubbe and H. Raath

User perceptions related to identification through biometrics within electronic business

VISUELE KUNSTE AFDELING FINE ARTS SECTION

GRADE 11 / GRAAD 11 Vraestel 2 / Paper 2. June / Junie 2015 ENGINEERING GRAPHICS & DESIGN INGENIEURSGRAFIKA EN ONTWERP TOTAL / TOTAAL

Musiek: Toets jou kennis *

DEVELOPMENT AND MODELLING OF NEW WIDEBAND MICROSTRIP PATCH ANTENNAS WITH CAPACITIVE FEED PROBES

LAERSKOOL HELDERKRUIN

Wat is elektrisiteit? *

Classwork Klaswerk. Classwork Lesson 5 Klaswerkles 5. Monday Maandag

SPELERS MET GESTREMDHEDE PLAYERS WITH DISSABILITIES

Digitale Produkte. Katalogus

Wat is vaskulêre demensie?

Cumulus Flexi Uittree-Plan

PROVINCIAL GAZETTE / PROVINSIALE KOERANT, 04 JUNE 2010 / 04 JUNIE [NO. 33 OF 2010] PROVINCIAL NOTICE MUNICIPAL DEMARCATION BOARD DELIMITATION O

Handleiding vir die gebruik van SAEF Registrasie Stelsel

WISKUNDE-IN IN-AKSIE AKSIE: VRAESTEL VIR GRAAD 6 EN 7 INSTRUKSIES 15:00

SPELERS MET GESTREMDHEDE

WES-GAUTENG-NUUS -- WEST GAUTENG NEWS AUGUSTUS 2013 NUUSBRIEF/NEWSLETTER

Afronding * Siyavula Uploaders. 1 WISKUNDE 2 Ontmoet vir Bonnie en Tommie 3 OPVOEDERS AFDELING 4 Memorandum

LAERSKOOL RUSTENBURG

Kragte en wrywing * Siyavula Uploaders. 1 NATUURWETENSKAPPE 2 Graad 9 3 ENERGIE, KRAGTE EN MASJIENE 4 Module 19 5 KRAGTE EN WRYWING

ELEKTRIESE TEGNOLOGIE

Johannesburg Cluster Common Examination Vraestel3 Kreatiewe Skryfwerk

PARKTOWN BOYS HIGH SCHOOL (TAAL, GELETTERDHEID & KOMMUNIKASIE) AFRIKAANS (EERSTE ADDISIONELE TAAL)

Troeteldiere - 02 * Siyavula Uploaders. 1 AFRIKAANS HUISTAAL 2 Troeteldiere 3 OPVOEDERS AFDELING 4 Memorandum

SAOU. Posbus Hadisonpark 8306 E-pos: Faks Desember 2015 No: 28 van 2015

Sterk Persoonlike- en Swak Persoonlike Eienskappe

Vertical Struts. P16603: Work Piece Movement Jonathan Sanabria April 19, Contents

GRAAD 12 SEPTEMBER 2012 REKENINGKUNDE ANTWOORDEBOEK

Ondersoek twee-dimensionele vorms *

TOM NEWBY SCHOOL EXAMINATION

GRADE 12 SEPTEMBER 2014 ELECTRICAL TECHNOLOGY

IT is Graad 10

Getalle - waar kom hulle vandaan?

Die Skrum Gids. Die Definitiewe Gids tot Skrum: Die Reëls van die Spel. Julie Ontwikkel en volhou deur Ken Schwaber and Jeff Sutherland

Sprocket and Hub Bolt Analysis for Slip-Critical Bolted Applications in Mining and Mineral Processing Equipment

2. BORDUURWERK / EMBROIDERY

Kom ons laat die tydskedule net vir die huidige oomblik. Kan u vir die hof sag of u op daardie stadium van die

E-Klas handleiding Studente

DIE AFRIKAANSE PROTESTANTSE AKADEMIE. (Association incorporated under Section 21) Registration number: 2002/031756/08

MAINTENANCE TECHNOLOGY TRANSFER IN THE SOUTH AFRICAN AVIATION INDUSTRY

Please complete the attendance register on the back page, tear off and hand to the invigilator.

NATIONAL SENIOR CERTIFICATE GRAAD 10

SPORTVERSLAG. Derde Kwartaal 2017 LAERSKOOL DE HOOP PRIMARY SCHOOL

TOM NEWBY SCHOOL EXAMINATION MEMO

NATIONAL SENIOR CERTIFICATE NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT

Baba Program 3-18 maande/ Baby Programme 3-18 months Sluit in / Including:

Study Opportunities. Junie 2013

Transcription:

Copyright reserved UNIVERSITY OF PRETORIA Department of Mechanical and Aeronautical Engineering MACHINE DESIGN MOW323 November 2003 External Examiner: Dr E Terblanche Time: 2h30 Internal Examiners: P.R. de Wet Marks: 120 Instructions: 1. Read the paper carefully before answering any questions 2. Section A is closed book and will be taken in after 1/2 hour 3. Section B are open book (Only SABS0162, Structural Steel Handbook and Shigley SECTION A Question 1 Figure 1 show a finite element model of a bracket using first order tetrahedrons. a) Comment on the choice of elements and make a suggestion. b) Discuss the element size and how you would decide whether it is fine enough. Figure 1 Question 2 (2) What do you understand under the terms, aspect ratio, and skewness, and what is the effect on the accuracy of the FEA model. (Use sketches if necessary) Question 3 Comment on the following statements: a) When your FEA software reports no error, the solution will be correct. b) If only the natural frequencies are required a coarser mesh can be used. c) Solids give the best results because they model the geometry accurately (6) Question 4 Discuss the relative importance of the geometry, loads and boundary conditions on the accuracy of a finite element model. Question 5 Explain the difference between serviceability and ultimate limit states and how this differs from the normal stress analysis.

SECTION B Question 6 (30) In Figure 2 a structure is shown to which a hoist is attached. The horizontal beam is a 152x152x23 H section 3320mm long. It is connected to the vertical legs using a welded end plate bolted to the vertical sections. The original design was for a 1 tonne capacity, but the client now wants to lift 2 tonnes. Determine whether the horizontal beam will comply with SABS 0162. The following design values are prescribed: Load factor for ultimate load: 1.5 Load factor for limit load. 1.2 Recommended maximum displacement: Span/600 All Material : 300W State all assumptions clearly Question 7 The pedestal for a chairlift (similar to a ski lift) is shown in Figure 3. The total rope force on the structure is 60kN. For safety reasons, the load factor for ultimate load is 2.2, and for limit loads, 1.8. The structure is fabricated from welded plate (material 300W) a) The pedestal has been checked for bending resistance. There is concern over the possibility of shear buckling in the side panels. Calculate the shear strength of these panels according to SABS 0162. (20) b) The pedestal is fastened using 4 x M30 bolts (grade 8.8). For adjustment these bolts can slide in slots. The connection therefor relies on friction to carry the shear load. Calculate if the bolted connection is sufficient to carry the combined shear and tension. (Ignore prying) (20) c) The base plate is made of 25mm steel. Prying is a major concern. Determine if the plate can handle the prying load and make a suggestion if it is necessary to use gussets. (30)

UNIVERSITEIT VAN PRETORIA Departement Meganiese en Lugvaartkundige Ingenieurswese MASJIENONTWERP MOW323 Kopiereg voorbehou November 2003 Eksterne Eksaminator: Dr E Terblanche Tyd: 2h30 Interne Eksaminators: P.R. de Wet Punte: 120 Instruksies: 1. Lees die vraestel sorgvuldig voor u enige vrae antwoord 2. Afdeling A is toeboek en sal na 1/2 uur ingeneem word. 3. Afdeling B oopboek (Slegs SABS0162, Struktuur staal handboek en Shigley) Afdeling A (Toeboek) Vraag 1 In figuur 1 word n eindige element van n vashegting getoon. Eerste orde tetrahedrons is gebruik vir die model. a) Lewer kommentaar oor die keuse van elemente en maak n voorstel b) Bespreek die grootte van die elemente en hoe u sou besluit dat die rooster fyn genoeg is. Figuur 1 Vraag 2 (2) Wat verstaan u onder die terme slankheidsverhounding en skeefheid (skewness) en watter implikase het dit op die akkuraatheid van n EEA model. (Gebruik sketse indien nodig) Vraag 2 (6) Lewer kommentaar oor die volgende stellings: a) Wanneer die eindige element model geen foute gee nie, is die model korrek. b) As slegs die natuurlike frekwensies benodig word kan n growwer rooster gebruik word. c) Soliede elemente gee die beste resultate aangesien hulle die geometrie die beste modelleer. Vraag 3 Bespreek die relatiewe belangrikheid van die geometrie, belastings en randwaardes op die akkuraatheid van n eindige element model. Vraag 4 Verduidelik die verskil tussen limiet- en grens-toestand analise en hoe dit verskil van die normale spanningsanalise.

Afdeling B (Oop boek) Vraag 6 (30) Figuur 2 toon n oorhoofse struktuur waaraan n hysblok hang. Die horisontale balk is n 152x152x23 H seksie, 3320mm lank. Die balk is aan weerskante vasgeheg met n endplaat wat aan die balk gesweis is en aan die vertikale seksie vasgebout is. Die oorspronklike struktuur was ontwerp vir n 1 ton kapasiteit, maar die klient wil die vermoë opstoot na 2 ton. Bepaal of die horisontale balk steeds sal voldoen aan SABS 0162. Die volgend ontwerp waardes word voorgeskryf: Lasfaktor vir uiterste toestand: 1.5 Lasfaktor vir diens toestande. 1.2 Aanbevole maksimum verplasing: Span/600 Alle Materiaal : 300W Noem alle aannames duidelik Vraag 7 Die staander vir n stoelhyser (soortgelyk aan ski-hysers) word in Figuur 3 aangetoon. Die totale tou krag op die struktuur is 60kN. Vir veiligheidsredes word n uiterste lasfaktor van 2.2 op uiterste grenstoestante, en 1.8 op dienstoestande, voorgeskryf Die struktuur word vervaardig uit gesweisde plaat (materiaal 300W) a) Die staander is nagegaan vir buigweerstand. Daar is egter n bekommernis dat die sykante dalk skuif knikking kan ondergaan. Bereken die skuif weerstand van die kant panele volgens SABS 0162. (20) b) Die staander word vasgebout met 4 x M30 boute (graad 8.8). Die boute kan verstel word in gleuwe. Die verbinding maak dus staat op wrywing om die krag oor te dra. Bereken of die boute voldoende is om die gekombineerde skuif en trekkrag te kan dra. (Ignoreer prying ) (20) c) Die basisplaat is van 25mm staal plaat. Die lokale buig ( prying ) is n groot bekommernis. Bereken of die plaat dit sal kan hanteer en maak n voorstel of verstywers nodig sal wees. (30)

3320 FIGURE 2 / FIGUUR 2 600 25 2250 A A SECTION AA (NOT TO SCALE) 4 300 680 770 FIGURE 3 / FIGUUR 3