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 |
Несущая способность сварных соединений при переменных нагрузках
Расчет прочности сварных конструкций, работающих под переменными нагрузками, производится по марке металла, характеристике цикла r, эффективным коэффициентам концентрации напряжений Кэ и продолжительности эксплуатации, определяемой числом циклов нагружений. Следует подчеркнуть, что сварные соединения при переменных нагрузках рассчитываются, во-первых, с учетом прочности основного металла, находящегося в зоне сварных швов, где в результате концентрации напряжений прочность существенно снижается, а во-вторых, с учетом прочности самого шва. Единая методика определения прочности сварных конструкций при переменных нагрузках отсутствует. При проектировании строительных конструкций руководствуются нормами СНиПа; разработаны нормативные данные для судостроения, конструирования подъемно-транспортных машин, мостостроения. Указанные нормы имеют некоторые различия, учитывающие особые условия работы. При расчете по СНиПу основное внимание при переменных нагрузках уделяют расчету прочности основного металла в зоне сварных швов, считая, что прочность швов достаточно обеспечена расчетом на равнопрочность основному металлу при статическом нагружении. При этом эффективные коэффициенты концентрации напряжений учитываются косвенным путем. Каждый тип соединения причисляется к одной из восьми условных групп. Номера этих групп для характерных сварных соединений приведены в табл. 4.6.
Таблица 4.6 Эффективные коэффициенты концентрации напряжений для элементов конструкций в краностроении
В строительных конструкциях расчет прочности наряду со СНиП II-23-81 производят с учетом расчетных сопротивлений R основного металла. Значения расчетных сопротивлений при переменных нагрузках умножают на коэффициент γ (γ ≤ 1):
в случае, если наибольшее напряжение растягивающее: γ = , (4.47)
и, если наибольшее напряжение сжимающее: γ = , (4.48) где r - характеристика цикла; коэффициенты а, b и с находят из табл. 4.7.
Таблица 4.7 Коэффициенты а, b и с
Пример 1. Определить несущую способность прикрепления полосы шириной 200 мм и толщиной s = 10 мм к косынке лобовым швом длиной L1 = 20 см и двумя фланговыми L2 = 15 см; r - 0,2; сталь С235 (С 38/23); расчетное сопротивление R = 210 МПа для основного металла при растяжении и RY = 150 МПа при срезе для угловых швов. Допускаемое напряжение находим при условии, что коэффициент условий работы m = 0,9; коэффициент безопасности k = 1,1; число нагружений N > 5·106. Допускаемые напряжения при статическом нагружении [σ]Р = R·m/ k = 210·0,9/1,1 = 172 МПа; в угловых сварных швах [τ']=Rym/ k= 150 • 0,9/1,1 = 122 МПа. Согласно табл. 4.6, соединение относится к группе 8. По табл. 4.7 находим коэффициенты с = 0,85 (N =5·106); а = 4,8; b = 4,2; γ = 0,85/(4,8 -0,2-4,2) =0,215, [σ]Р·γ = 36,9 МПа. Несущая способность сварного соединения по основному металлу в зоне сварных швов при данном циклическом нагружении: P = b·s[σ]Р· γ = 0,2·0,01· 36,9=0,0738 МН.
Проверяем равнопрочность сварных швов основному металлу при статическом нагружении. Для основного металла P1 = b·s [σ]Р = 0,2·0,01 ·172 =0,344 МН. Для угловых швов при β = 0,7 и катете К = 1 см Р2 = βК(L1+2L2)[τ'] = 0,7·0,01 (0,2 + 2·0,15)· 122 = 0,426 МН. Так как Р2>Р1, то равнопрочность обеспечена и несущая способность сварного соединения при переменных нагрузках определяется найденным значением Р = 0,07380 Мн.
Пример 2. Проверить выполнение условия прочности сварного соединения в швах, прикрепляющих уголок 100х100х10 мм из стали С 345 (С 46/33) одним лобовым LЛ =10 см (размер уголка) и двумя фланговыми швами LФЛ1 =20 см и LФЛ2 = 8 см; Р = 250 кН; расчетное сопротивление на растяжение металла R = 290 МПа; на срез в угловых швах Ry = 200 МПа; число нагружений N = 106. Характеристика цикла r = 0,6. Преобладающее напряжение сжимающее. Коэффициент условия работы m = 0,8, коэффициент безопасности k = 1,2. Допускаемое напряжение в основном металле при статических нагружениях
В угловом шве [τ']= Ry m/k = 200·0,8/1,2= 133 МПа. Соединение относится к группе 8. Согласно табл. 4.6 и 4.7, y = c/(b - a·r) =0,722. Допускаемое напряжение в основном металле [σ]P ·γ = 193 • 0,722= 139,5 МПа. Напряжение от силы Р в уголке (площадь сечения F = 19,6 см2) σ = P/F = 0,25/0,00l96= 127,5 МПа < 139,5 МПа. Таким образом, прочность соединения по основному металлу обеспечена. При статическом нагружении несущая способность уголка Р1 = F· [σ]P = 0,00196· 193 = 0,378 МН. Соответственно несущая способность угловых швов Р2 = β·К(LЛ + LФ1 + LФ2)· [τ'] = 0,7·0,01(0,1+ 0,2+ 0,08)·133 = 0,354 МН. Так как Р1 ≈ Р2, то при переменных нагрузках проверка прочности сварных швов не требуется.
Выше приведена упрощенная методика расчета несущей способности при переменных (циклических) нагрузках. СНиП II-23-81 «Стальные конструкции» предусматривает использование другой, более совершенной методики (Приложение п. 9. Расчет элементов стальных конструкций на выносливость): σmax ≤ α·Rv·γv, (СНиП II-23-81, стр. 35, формула 115), где Rv - расчетное сопротивление усталости (СНиП II-23-81 табл. 32) в зависимости от временного сопротивления стали и группы элемента конструкции по концентрации напряжений (СНиП II-23-81 табл. 83) это минимальный уровень Rv для анализируемой конструкции; α - коэффициент, учитывающий количество циклов нагружений (СНиП II-23-81 формулы 116 и 117); γv - коэффициент, определяемый по (СНиП II-23-81 табл.33) в зависимости от вида напряженного состояния (растяжение или сжатие) и коэффициента асимметрии цикла нагружения - ρ. Значения α и γv могут быть больше единицы увеличивая σmax по сравнению с Rv.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2019-05-20; просмотров: 110; 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 - 18.191.157.186 (0.009 с.) |