Контрольная работа - Расчет сварных соединений - файл n1.docx

Контрольная работа - Расчет сварных соединений
скачать (135.3 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx136kb.01.06.2012 13:18скачать

n1.docx



Расчет сварных соединений

Расчет стыковых соединений.

Швы этих соединений работают на растяжение или сжатие в зависимости от направления действующей нагрузки (рис.1, а и б). Основным критерием работоспособности стыковых швов является их прочность. Соединение разрушается в зоне термического влияния и рассчитывается по размерам сечения детали по напряжениям, возникающим в материале детали.



Рис. 1 К расчету стыковых соединений

Проверочный расчет прочности шва на растяжение.

Условие прочности:         ,               (1)

где  — расчетное и допускаемое напряжения на растяжение для шва (табл.1); Fнагрузка, действующая на шов; ? — толщина детали (толщину шва принимают равной толщине детали); lш — длина шва.

Проектировочный расчет. Целью этого расчета является определение длины шва.

Исходя из основного условия прочности (1), длину стыкового шва при действии растягивающей силы определяют по формуле

                                                                                   (2)

Таблица 1. Допускаемые напряжения для сварных соединений деталей из низко- и среднеуглеродистых сталей при статической нагрузке



Расчет угловых швов нахлесточных соединений.

При действии осевой растягивающей (или сжимающей) силы считают, что срез угловых швов происходит по сечению I-I (рис. 2), проходящему через биссектрису прямого угла.



Рис.2 К расчету соединения внахлестку. Лобовой шов

Опасным напряжением считают касательное напряжение и расчет ведут на срез (напряжениями изгиба пренебрегают). Для нормальных угловых швов длина биссектрисы

где h — длина биссектрисы (высота шва в опасном сечении); К — катет шва (принимается не менее 3 мм). Проверочный расчет. Условие прочности одностороннего лобового шва на срез:     (4)

где, — расчетное и допускаемое напряжения среза для шва (см. табл.1); lш — длина шва; F — нагрузка, действующая на шов.


Проектировочный расчет.

Длина одностороннего лобового углового шва (см. рис. 2) при осевом нагружении (5)

длина двустороннего лобового углового шва (6)

Фланговые угловые швы рассчитывают по уравнению (6), т. е. аналогично рассмотренному случаю расчета двустороннего лобового шва. Во фланговых швах нагрузка по длине шва распределяется неравномерно (по концам шва увеличивается), поэтому длину фланговых швов стараются ограничить 

lш < (50 ч 60)К.

Расчет точечных сварных соединений.

Для сваривания тонкостенных листовых конструкций часто используются точечные сварные соединения. Такие соединения проверяют на срез. Условие прочности имеет вид



где d – диаметр сварных точек;       z – число сварных точек.

Расчет тавровых швов.

  Рассмотрим наиболее характерные случаи нагружения тавровых швов, которые могут встречаться также и в комбинациях.



Рис.3

а) нагрузка моментом в плоскости шва

Если привариваемая деталь круглая (рис.3, а) (шов круглый кольцевой), то расчет шва проводится на кручение в кольцевом сечении, расположенном под углом 45° к основанию шва.

где - полярный момент инерции расчетного сечения;



     R - расстояние до наиболее удаленного от центра волокна, сечения шва.

Если сечение шва не круглое (рис.3, б),  то оно всё же условно рассчитывается по уравнение кручения для круглых стержней. В этом случае принято пренебрегать возникающим при такой расчетной схеме короблением сечения и нелинейный характером   эпюр напряжений:

где   - условный полярный момент инерции сечения;

  - допускаемое напряжение кручения для наплавленного металла шва.



б) внецентренно приложенная нагрузка или нагрузка моментом



Нагрузка состоит из изгибающего момента M = M0 или M = Pl и перерезывающей силы Р (при нагрузке только моментом M0 перерезывающая сила отсутствует).

Шов рассчитывается на изгиб и срез, но не по нормальным, а по касательным напряжениям в наклонных сечениях под углом 45° к основанию шва. Полное касательное напряжение равно векторной сумме напряжений от момента и перерезывающей силы






В данном примере
В любом случае для расчёта самых сложных сварных швов сначала необходимо привести силу и момент к шву и распределить  их пропорционально несущей способности (длине) всех простых участков. Таким образом, любой сложный шов сводится к сумме простейших расчётных схем.

Последовательность проектировочного расчета сварных соединений. 1. Выбирают конструкцию шва (стыковой, угловой), вид сварки и марку электродов.

2.  Определяют допускаемые напряжения для сварного соединения (см. табл.1).

3.  По формулам (2), (5), (6) определяют длину шва. 4. При соединении комбинированными швами определяют длину лобовых и фланговых швов.

5.  Вычерчивают сварное соединение и уточняют размеры соединяемых деталей.

Рекомендации по конструированию сварных соединений встык и внахлест

Из-за дефектов сварки на концах шва принимают минимальную длину шва не менее 30 мм.

В соединениях внахлест длину перекрытия принимают больше 4s, где s – минимальная толщина свариваемых деталей. Длина лобовых швов lш не ограничивается. Длина фланговых швов ограничивается, так как с увеличением их длины возрастает неравномерность распределения напряжений по длине шва lфл < 60K



Рис.5

 Сварные швы располагают так, чтобы они в соединении были нагружены равномерно. При проектировании соединения уголков с косынками (рис.5) длины фланговых швов принимают обратно пропорциональными расстояниям до центра тяжести уголка:



Суммарная длина фланговых швов

Следовательно, длина флангового шва у примыкающей полки уголка

В конструкциях, подверженных действию вибрационных знакопеременных нагрузок, соединения внахлест не рекомендуются, так как они создают значительную концентрацию напряжений.

Расчет сварных соединений
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации