Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Конструирование, работа и расчет сварных соединений




Читайте также:
  1. E) Работа в цикле
  2. II. Работа над текстом и его оформление
  3. II. ХИМИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ, БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ, ПРИМЕНЕНИЕ В ВЕТЕРИНАРИИ
  4. IV. Работа над задачами.
  5. IV. Работа над задачами.
  6. IV. Работа над задачами.
  7. IV. Работа над задачами.
  8. IV. Работа над задачами.
  9. IV. Работа над новым материалом.
  10. IV. Работа над новым материалом.

а). Стыковые соединения имеют небольшую концентрацию "σ" от внешних нагрузок, различия разделки кромок элементов не влияют на статическую прочность соединения и могут не учитываться.

Сварной шов в начале и в конце насыщен дефектами (в силу не установившего теплового режима сварки), поэтому торцы швов выводят на технологические планки, которые после сварки удаляются. При невозможности это сделать расчетная длина шва будет меньше фактической

lw = b – 2·t, (5.1)

где 2·t – называется "непровар".

Надежными методами контроля являются физические (ультразвук, рентгеноскопия, просвечивание гамма-лучами).

Как правило, стыки МК выполняются прямыми, при невозможности физических методов контроля стык проектируют косым, т.к. большая длина шва компенсирует снижение качества шва. Наклон шва 60º к оси элемента гарантирует достаточную прочность. При работе соединения на сжатие контроль необязателен.

Для снижения концентрации напряжений следует делать при сварке элементов: разной ширины – скосы на элементе большей ширины; разной толщины – на элементе большой толщины. Без скосов СНиПом разрешается сваривать элементы, толщина которых отличается не более 4 мм.

 

    а – прямой стык; б – косой стык; в, г – при разной ширине соединяемых элементов; д, е – при разной толщине соединяемых элементов; ж – однослойный с подваркой корня; 1 – технологические планки; 2 – подварочный шов   Рисунок 5.3 Виды сварных стыковых соединений

Расчет стыковых соединений при действии осевой силы N (рисунок 5.4) выполняют по формуле:

, (5.2)

где t – наименьшая толщина соединяемых элементов;

lw – расчетная длина шва;

Rwy – расчетное сопротивление по пределу текучести (табл. 3 СНиП);

γс – коэффициент условий работы (табл. 6* СНиП).

а – на продольную силу; б – на продольную силу с косым швом; в – на изгиб

Рисунок 5.4 – К расчету стыковых швов

Расчетные сопротивления сварных соединений Rwy, Rwu, Rws, Rwf, и Rwz следует определять по формулам таблицы 3 СНиП.

При расчете соединений элементов из стали Ruu>Ry, при Run>440 кН/мм2 вместо Rwy следует принимать Rwyn. При отсутствии физических методов контроля Rwy=0,85Ry.



Косой шов с наклоном tgα=2:1 равнопрочен с основным металлом и не требует проверки прочности. При действии сдвигающей силы Q в стыковом шве возникают срезывающие напряжения τw и при сдвиге Rws=Rs, если Rws<Rs, то проверку выполняют по металлу шва.

При действии усилия N в косом шве возникают два вида напряжений (рисунок 5.4 б):

нормальные перпендикулярно шву

; (5.3)

касательные (сдвигающие) вдоль шва

. (5.4)

При одновременном действии σwx, σwy и τwxy прочность соединения проверяют по формуле

. (5.5)

При изгибе (рисунок 5.4 в) соединения проверка прочности производится по формуле

; (5.6)

где (5.7)

б). Угловые соединения:

- фланговые швы, вызывают неравномерность распространения напряжений как по ширине (большую), так и по длине соединения. Работают одновременно на срез и изгиб.

- лобовые швы передают усилия равномерно по ширине элемента и крайне неравномерно по толщине шва (особенно велики σw в корне шва). Уменьшить концентрацию σw достигается обработкой поверхности шва, увеличением пологости (1:1.5), применением вогнутого шва и увеличением провара.



Рисунок 5.5 – Фланговые швы
а) – траектория силовых линий; б) – распределение напряжений в сечении с-с с учетом концентрации напряжений; в) – сечение вогнутого лобового шва Рисунок 5.6 – Работа лобового шва

Разрушение фланговых и лобовых швов от осевых, изгибных и срезывающих напряжений происходит как по металлу шва, так и по металлу границы сплавления.

Расчет выполняют по, указанным выше, двум сечениям, в зависимости от того, какое из них более опасно (рисунок 5.7).

1 – по металлу шва; 2 – по металлу границы сплаврения Рисунок 5.7 – Расчет сечения шва

Так как, доминирующим напряжением является срезывающее, то допускается производить расчет на срез, названный «условным» срезом.

Принимается площадь сечения шва при разрушении:

- по металлу шва (5.8)

- по металлу сплавления (5.9)

Если βf·Rwf/0,45 βz·Run<1, то расчетным (опасным) является сечение по металлу шва и напряжение

(5.10)

Если βf·Rwf/0.45 βz·Run<1, то проверка прочности выполняется по металлу границы сплавления, тогда

(5.11)

где βf и βz – коэффициенты, учитывающие проплавление металла и принимаются при стали с σт<530 МПа – по таблице 34* СНиП и при σт>530 МПа – βf=0,7 и βz=1.

γwf и γwz – коэффициенты условий работы шва, равные 1, во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в климатических районах I1; I2; II2 и II3, для которых γwf=0,85 для металла шва с Rwun=410 МПа и γwf=0,85 – для всех сталей.

При ручной сварке βf=0,7.

Из формул (5.10) и (5.11) можно определить требуемый катет шва Кf, который не должен быть менее нормируемых минимальных значений таблицы 38* СНиП, а также определить требуемую длину угловых швов.

При действии на соединение момента в плоскости перпендикулярной плоскости швов, расчет их выполняется на условный срез

- по металлу шва ; (5.12)

- по металлу границы сплавления . (5.13)

При действии момента в плоскости расположения швов - по следующим формулам

- по металлу шва (5.14)

- по металлу границы сплавления (5.15)

x и y – координаты точки «А», наиболее удаленной от центра тяжести расчетного сечения соединения.

При действии на соединение N, Q и М должны быть выполнены следующие условия

(5.16)

в). Комбинированные соединения – это стыковое соединение, усиленное накладками (рисунок 5.8). Применяется в случаях особой необходимости, так как возникает концентрация напряжений. При расчете их условно принимается, что напряжения в стыковом шве и в накладке одинаково.

Тогда, при расположении накладок с двух сторон, напряжение в шве определяется по формуле

(5.17)

где Ал и Ан – площади сечений листов и накладок, тогда усилие в накладке будет равно

, (5.18)

по которому можно определить требуемую длину угловых швов, приваривающих накладку с одной стороны

(5.19)

чем и определяются размеры накладок.


Дата добавления: 2015-01-29; просмотров: 18; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2020 год. (0.007 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты