Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Приклади проектування зварних з’єднань з кутовими швами
Завдання1. Cпроектувати (визначити довжину швів) зварне з’єднання внакладку кутовика мм з косинкою. Площа перерізу кутовика Fк=19, 2см2. Граничні напруження металу кутовика Мпа. Граничні напруження металу зварних швів на зріз Мпа. Рішення: 1. Виходячи з вимоги забезпечення однакової міцності кутника і зварного з’єднання, визначаємо максимальне значення зусилля розтягнення для кутника мН. 2. Призначаємо механізований спосіб зварювання у середовищі вуглекислого газу ГОСТ14771-76. Згідно стандарту на спосіб зварювання призначаємо катет шва К=10мм. 3. Розглянемо два варіанти: перший — з’єднання з фланговими швами і другий – лобовий і флангові шви (комбіноване з’єднання). Перший варіант (рис. 1.66) Рис. 1.66
Зусилля Р розподіляється між швами (кутник рівнобокий) у співвідношенні: Р1 = Р2= Тоді довжина швів (приймаємо =0, 7): l1= l2=
Другий варіант (рис. 1.67) Проектуємо лобовий шов з катетом 10мм. Допустиме зусилля на лобовий шов: Р3 = Решта зусилля передається на флангові шви:
Рис. 1.67 Рф= Р-Р3 = 0, 384 – 0, 084 = 0, 300МН. Р1 = 0, 3Рф = Р2 =0, 7Рф = Довжина флангових швів: l1= l2= Завдання2. C проектувати зварне з’єднання внакладку полоси з листом і навантаженою силою Р = 50кН, b = 500мм. (рис. 1.68). Граничні напруження металу полоси Мпа. Граничні напруження металу зварних швів на зріз Рис. 1.68 Рішення: 1.Визначаємо розміри перерізу полоси. Приймаємо ширину полоси h=250мм. і визначаємо ії товщину, виходячи з умови міцності полози в перерізі 1-1. В перерізі діє поперечна сила Q=P і згинаючий момент М =Рb, (b = 500мм). Від сили Q виникнуть дотичні напруження , а від моменту нормальні напруження . Використовуючи умову міцності визначаємо товщину полоси
2. Призначаємо спосіб зварювання — ручне дугове за ГОСТ 5264-80. Згідно стандарту на спосіб зварювання призначаємо тип з’єднання Н1, катет шва К=10мм. 3. Визначаємо величину напуску l. Можливі три варіанта зварного з’єднання. Перший варіант — двома фланговими швами(рис. 1.69) Рис. 1.69 В металі зварних швів утворюються дотичні напруження від зсуву
і від дії моменту M=P . Від моменту М в зварних швах виникає реактивний момент Мр = М. Представимо реактивний момент через пару сил Мр = Тh. Тоді на кожен шов буде діяти сила Т = М/h і відповідні напруження
Оскільки напрям напружень не співпадає, умова міцності буде . . Відкіля визначаємо величину напуску l:
Другий варіант — лобовим і двома фланговими швами (рис. 1.70) Рис. 1.70 Приймаємо, що у всіх швах мають місце однакові дотичні напруження, які складаються з напружень від зсуву і напружень від моменту . Як у лобовому, так і у фланговому швах напрям цих напружень не співпадає тому . Складові напруженого стану визначаємо: . Виходячи з умови міцності , визначаємо величину напуску чисельним методом l=9см.
Третій варіант (рис.1.71) Рис. 1.71 В цьому випадку напруження від зсуву дорівнює
а від моменту, приймаючи Мреак.= М =Тl, Т=М/l . Тоді (напрям напружень не співпадає) і, виходячи з умови міцності, визначаємо величину напуску l:
Завдання 3. Cпроектувати зварне таврове з’єднання двох пластин зі сталі Ст3 і навантажених силою Р (рис. 1.72) Граничні напруження металу пластин . Граничні напруження металу зварних швів на зріз , а на відрив (b=250мм. =10мм.)
Рис. 1.72 Рішення: 1. Призначаємо спосіб зварювання – ручне дугове за ГОСТом5264-80. Згідно стандарту розглянемо два типа зварного з’єднання: без розкриття кромок (Т3) і з розкриттям кромок (Т5.), катет шва К=10мм. 2.Визначаємо потрібну довжину шва l для першого випадку (рис. 1.73)
Рис. 1.73 Напружений стан металу шва в перерізі руйнування (Fруйн.=2 ) шва складається з двох складових компонентів: дотичних напружень від зсуву
і дотичних напружень від моменту М= Рb . Оскільки напрям складових не співпадає умова міцності буде
Розв’язуємо відносно l
3.Визначаємо довжину шва l для другого випадку (рис. 1.74)
Рис. 1.74 В цьому випадку (Fруйн.=l ) напружений стан в металі шва буде складатися з двох компонентів: від зсуву — дотичні напруження , і моменту М=Р b—нормальні напруження (максимальні) . Виходячи з умови міцності еквівалентними напруженнями
визначаємо довжину шва l
|