Розрахунок зварних з'єднань на міцність



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Розрахунок зварних з'єднань на міцність



Основною умовою при проектуванні зварних конструкцій деталей є забезпечення рівноміцності зварних швів та з'єднуваних елементів деталей.

У більшості випадків на практиці розміри зварних швів та тип їх визначаються за формою та конструкцією деталей. Тому розраху­нок зварних з'єднань в основному виконують як перевірний.

Розрахунок стикових з'єднань. Стикове з'єднання розраховують на міцність за номінальними напруженнями без урахування підсилен­ня швів (місцевого наплавлювання металу) і за тими самими умовами, що й для суцільних елементів деталей. Для схем навантаження стико­вих з'єднань із прямим та косим швами (рис. 15.7, а, б)умова міцності має такий вигляд:

σ = F/(δb) ≤ [σ]', (1)

де σ – напруження розтягу у шві; F– сила, що навантажує з'єднан­ня;

δ, b–товщина та ширина з'єднуваних елементів відповідно;

[σ]' – допустиме напруження розтягу стикового зварного з'єднання.

Руйнування стикового зварного з'єднання може відбуватись без­посередньо по шву, місцю сплавлювання металу шва з металом деталі або по перерізу деталі в зоні термічного впливу, де в результаті на­грівання при зварюванні змінюються механічні властивості металу. У розрахунку цю невизначеність беруть до уваги відповідним вибо­ром допустимого напруження [σ]' та з урахувавнням властивостей мате­ріалу з'єднуваних деталей.

Концентрація напружень, що виникає у сти­кових швах, незначна (Κσ ≤ 1,6). Для швів із знятим механічним способом підсиленням Кσ = 1

Розрахунок напусткових з'єднань. У напусткових з'єднаннях ку­тові шви умовно розраховують на зріз за найменшим перерізом, який знаходиться в бісектрисній площині прямого кута в поперечному пе­рерізі шва (див. рис. 15.2, д, е),де розрахункова висота кутового шва m = 0,7k.

Для напусткових з'єднань, навантажених відповідно із схемами на рис. 15.8, а–в,умову міцності швів записують у вигляді

τ = F/(0,7kl) ≤ [τ]', (2)

де τ – розрахункове напруження зрізу; F –сила, що навантажує з'єднання;

k – катет кутового шва; l – довжина швів; [τ]' – допу­стиме напруження зрізу.

Для з'єднань із кількома швами за розмір l беруть сумарну довжи­ну швів, наприклад для напусткового з'єднання фланговими швами (рис. 15.8, а ) l = 2lф, для з'єднання лобовими швами (рис. 15.8, б) l = 2lл, а для з'єднання комбіно–ваними швами (рис. 15 8, в) l = 0,28lл + 1,5lф.

В останньому випадку зменшену довжину шва l беруть у зв'язку з нерівномірністю розподілення навантаження на лобовий та флангові шви.

У зварному з'єднанні з несиметричним розміщенням флангових швів щодо лінії дії сили F (рис. 15.8, г) загальну довжину швів l = lФ1 + lФ2 визначають за умовою (2). Тоді lф1 та lф2 беруть відпо­відно до тих часток сили F, що припадають на окремі шви:

lФ1 = lе2/(e1 + e2); lФ2 = lе1/(е1 + е2).

Для напусткового з'єднання із кільцевим кутовим швом, наванта­женого відповідно до схеми на рис. 15.8, д, напруження зрізу в шві визначають окремо від сили F і від крутного моменту Т. Тоді ці напру­ження складають геометрично (τF і τT напрямлені під прямим кутом):

τF = F/(0.7kπd); τT = FT/A = 2T/(0,7kπd2); τ = √τF2 + τT2 ≤ [τ]'. (3)

У цьому випадку колова сила на шов від крутного моменту FT = 2T/d, а площа зрізу шва А = 0.7kπd.

Якщо з'єднання навантажене моментом Μ (рис. 15.9, а), то напру­ження у швах розподіляються по їхній довжині нерівномірно і напрям їх різний (на рис. 15.9, a стрілками вказані напрями напружень зрізу в різних точках швів).

Нерівномірність розподілення напружень тим більша, чим більша довжина l швів відносно розміру Ь. У загальному випадку максимальне напруження на кінцях швів можна визначити за формулою τM = M/Wp, де Wpполярний момент опору перерізу швів у площині їхнього руйнування.

Для коротких швів (l < b),наближено можна припустити, що напруження зрізу розподіля­ються вздовж швів рівномірно (рис. 159, б)і спричинюються дією на кожний шов сили F = M/b.Тоді умова міцності з'єд­нання має вигляд

τM = M/(0,7klb) ≤ [τ]'. (4)

З урахуванням цих допущень можна розглядати наближений роз­рахунок зварного з'єднання і для більш загальної схеми навантаження (рис. 15.9, в), де шви навантажуються силами F1 = F cosα, F2 = F sinα, а також моментом Μ = F2h.

У цьому разі більш навантаженим є верхній шов, для якого умова міцності має вигляд (напрям напружень на рис. 15.9, в показано стрілками)

τmax = √ τF1 + τM )2 + τ2F2 ≤ [τ]', (5)

де складові напружень зрізу визначають відповідно за формуламиї

τF1 = F1/(2∙0,7kl); τF2 = F2/(2∙0,7kl); τM = M/(0,7klb).



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; 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 - 3.229.142.91 (0.037 с.)