Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Принципы расчета сварных соединенийСтр 1 из 6Следующая ⇒
Оценка несущей способности конструкций и соединений производится по предельным состояниям. Так, согласно СНиП, строительные конструкции и основания следует рассчитывать на силовые воздействия по методу предельных состояний, при которых конструкция, основание, здание или сооружение перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям и требованиям при возведении. Предельные состояния подразделяются на две группы. К первой группе, соответствующей потере несущей способности или непригодности к эксплуатации, относятся общая потеря устойчивости формы, потеря устойчивости положения; хрупкое, вязкое, усталостное или иного характера разрушение; разрушение под совместным воздействием силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды; качественное изменение конфигурации; резонансные колебания; состояния, при которых возникает необходимость прекращения эксплуатации в результате текучести материала, сдвигов в соединениях, ползучести и чрезмерного раскрытия трещин. Ко второй группе относятся предельные состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию конструкции или снижающие долговечность их вследствие появления недопустимых перемещений (прогибов, осадок, углов поворота), колебаний, трещин и т. п. В строительных организациях в основу расчета по методу предельного состояния положены так называемые нормативные сопротивления. В качестве нормативного сопротивления принято наименьшее значение предела текучести стали. С учетом неоднородности свойств стали расчетные сопротивления R получают делением значений нормативных сопротивлений на коэффициент безопасности по материалам kH. Для низкоуглеродистой стали расчетное сопротивление R составляет примерно 0,9 σт. При расчете по этому методу находят величины допускаемых усилий в элементах. Допускаемые усилия определяют с учетом коэффициента надежности kH и коэффициента условий работы m, учитывающих специфический характер работы конкретных объектов рассматриваемой области техники, коэффициенты kH и m определяют для стропильных ферм зданий, резервуаров, трубопроводов и т. п. на основе всестороннего изучения работы конструкции. Допускаемые усилия для элемента при продольной силе определяют по формуле
N доп ≤R·m·F/ kH, (4.1) где F - площадь поперечного сечения. Расчетное усилие N должно быть ≤Nдоп. Аналогичным путем находят допускаемый момент при изгибе M доп ≤R·m·W/ kH, (4.2) где W - момент сопротивления сечения. Легко видеть, что величина R·m/kH представляет собой, по существу, допускаемое напряжение. Коэффициенты m и kH неодинаковы не только для разных изделий, но в некоторых случаях и для элементов одной конструкции. Таким образом, по этому способу для разных конструкций расчет производится по различным допускаемым напряжениям. Коэффициенты условий работы некоторых элементов, согласно СНиПу, имеют следующие значения: - для балок и сжатых элементов ферм, перекрытий m = 0,9; - для сжатых основных элементов (кроме опорных) решетчатых ферм при их гибкости λ≥ 60, m = 0,8; - для сжатых раскосов пространственных решетчатых конструкций из одиночных уголков, прикрепляемых к поясам одной полкой, m = 0,9; - для сжатых элементов из одиночных уголков плоских ферм m = 0,75; - для колонн жилых и общественных зданий, а также в подкрановых балках для кранов грузоподъемностью G > 5 т m = 0,9. Ниже, в табл. 4.1 даны значения расчетных сопротивлений R прокатной стали. Таблица 4.1 Классы стали для строительных конструкций
Примечание. При отсутствии выраженной площадки текучести за предел текучести принимается напряжение, соответствующее остаточному относительному удлинению 0,2 % (σ0,2). В табл. 4.2 приводятся расчетные сопротивления металла сварных соединений. Таблица 4.2 Расчетные сопротивления металла сварных соединений в стальных строительных конструкциях (МПа)
Расчетные сопротивления R основного металла различных алюминиевых сплавов, применяемых в строительстве, при сжатии, растяжении, изгибе имеют следующие значения, МПа: АМц … 40 АВТ1 (с термообработкой) … 160 - 175 АМг … 60 - 70 В92Т (с термообработкой) … 190 - 260 АМг6 … 140 Расчетные сопротивления металла сварных швов алюминиевых конструкций приведены в табл.4.3.
Таблица 4.3 Расчетные сопротивления R, МПа, швов алюминиевых сплавов
Примечание. Цифры, указанные в числителе, относятся к сварке плавящимся электродом, в знаменателе – вольфрамовым.
В основу расчета машиностроительных конструкций и соединений положены допускаемые напряжения, которые устанавливаются в зависимости от следующих факторов: 1) от свойств материалов - при улучшении механических свойств допускаемое напряжение повышается; 2) от степени точности расчета прочности - чем точнее производится расчет прочности и полнее учитываются нагрузки, действующие на конструкцию, тем меньше принимаемый коэффициент запаса прочности, а следовательно, выше допускаемое напряжение; 3) от рода усилий (растяжение, сжатие, изгиб и срез);
4) от качества технологического процесса - это обстоятельство имеет особенно большое значение при установлении допускаемых напряжений в сварных соединениях; 5) от характера нагрузок - при переменных нагрузках допускаемое напряжение понижается по сравнению со статическими. Допускаемые напряжения при растяжении [σ]р обычно называют основными. Допускаемые напряжения при других видах усилий определяются как производные от [σ]р. При сжатии коротких элементов, в которых продольный изгиб не может иметь места, допускаемое напряжение [σ]сж принимается равным [σ]р. При сжатии длинных элементов [σ]сж принимается равным [σ]рφ, где φ - коэффициент продольного изгиба, зависящий от гибкости сжатого элемента. Для стальных конструкций допускаемые напряжения на изгиб [σ]и принимаются равными [σ]р. При срезе допускаемое напряжение принимается в зависимости от теории прочности, положенной в расчет. Обычно допускаемое напряжение на срез [τ] = (0,5 - 0,6) [σ]p. Как правило, при статических нагрузках допускаемое напряжение [σ]р = σT /n2, где n2 - коэффициент запаса прочности, принимаемый обычно равным 1,4-1,6. При переменных нагрузках допускаемое напряжение принимают равным [σ]р ·γ, где коэффициент γ ≤ 1. Допускаемые напряжения в швах машиностроительных конструкций устанавливаются в зависимости от допускаемых напряжений основного металла. Это положение позволяет проектировать сварные соединения, равнопрочные основному металлу, не производя определения величин усилий, действующих в них; кроме того, при конструировании соединений в этом случае нет необходимости учитывать многие переменные величины, влияющие на выбор коэффициентов запаса прочности разрабатываемой конструкции (степень точности расчета и т. п.).
С технологической стороны такой способ установления допускаемых напряжений в сварных соединениях вполне оправдан, так как при сварке автоматом под флюсом, в среде защитных газов, контактным способом и в других случаях механические свойства швов зависят в значительной степени от механических свойств основного металла. Наиболее существенными факторами, влияющими на механические свойства соединений и швов, а следовательно, и на значения допускаемых напряжений в них, являются качество выполнения и вид технологического процесса сварки. Сварные соединения сталей, выполненные дуговой сваркой, по определению допускаемых напряжений делят на две группы. К первой группе относятся швы низкоуглеродистых сталей обыкновенного качества и низколегированных, у которых механические свойства швов и околошовной зоны соответствуют свойствам основного металла. Ко второй группе относят швы сталей со специальными свойствами: высокопрочных, коррозионноустойчивых и т.д., у которых свойства швов или металла околошовной зоны ниже свойств основного металла.
Рекомендуемые допускаемые напряжения для швов первой группы приведены в табл. 4.4. Таблица 4.4 Допускаемые напряжения для швов соединений низкоуглеродистых сталей обыкновенного качества и низколегированных
При сварке низкоуглеродистой стали марки Ст3, для которой допускаемое напряжение [σ]р = 160 МПа, допускаемые напряжения в швах, выполненных автоматической сваркой или электродами Э42А, будут следующие: [σ']р = 160 МПа, [σ']сж = 160 МПа; [τ'] = 100 МПа, где [τ'] - допускаемое напряжение в шве при срезе. При стыковой контактной сварке, а также при стыковой сварке трением и холодным способом в соединении могут быть приняты те же допускаемые напряжения, что и в стыковых соединениях при сварке дуговым методом, при условии, если технологический процесс отработан и позволяет получить стабильные высокие механические свойства соединений.
Для соединений, выполняемых точечной контактной и шовной сваркой, допускаемые напряжения среза в точке устанавливаются в зависимости от свойств металла и отработки технологического процесса. В точках и швах допускаемые напряжения среза для низкоуглеродистых и некоторых низколегированных сталей могут быть приняты 0,4 от допускаемых напряжений [σ]р основного металла и 0,3[σ]р при отрыве. Для швов второй группы сталей допускаемые напряжения назначаются на основе специально проведенных экспериментов в условиях, соответствующих работе проектируемой сварной конструкции, видам соединений и т. д. Аналогичным образом допускаемые напряжения назначаются на основе специальных экспериментов для соединения сталей первой группы при сварке холодным способом, трением, ультразвуком и другими специальными методами. Определение действительного распределения напряжений с учетом их концентрации в элементах и соединениях бывает трудным и при оценке работы конструкции, нагруженной статически, в большинстве случаев себя не оправдывает. Излагаемые ниже методы расчета прочности ставят задачи оценить несущую способность, т. е. допускаемое усилие для проектируемых объектов и соединений, не определяя действительного распределения напряжений. Проектант принимает упрощенную схему напряженного состояния без учета концентрации напряжений, которая (схема) для него становится руководящей. Несущая способность конструкции определяется или по разрушающему напряжению σв и коэффициенту запаса n1, или по напряжению σт, вызывающему текучесть, и коэффициенту запаса n2, который меньше n1. Расчеты проводятся на основе элементарных методов сопротивления материала. Более глубокий анализ напряженного состояния, имеющего место в сварных объектах, и определение коэффициентов концентрации напряжений в них осуществляются на базе теории упругости и пластичности. Такие пути определения напряжений бывают необходимы при оценке прочности конструкции под переменными нагрузками для установления с позиций механики материалов условий распространения возникших в изделиях трещин, а также при учете собственных напряжений, вызванных сварочным процессом.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2019-05-20; просмотров: 141; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.226.4.239 (0.032 с.) |