книги / Расчёт сварных соединений и конструкций примеры и задачи

Суммарная эпюра нормальных напряжений в шве изображена на рис. 18 (as). Так как допускаемые напряжения в шве на сжатие боль­ ше, чем на растяжение (см. приложение 13) и точка 1 шва более напря­ женная, чем точка 2Уто в дальнейшем будем анализировать напряже­ ние только в точке 1.

Оставшаяся сила Т" вызовет в шве напряжения среза, величина которых может быть определена по формуле (2.4)

т - 1 1 ш-

Максимальная величина касательных напряжений будет в центре

Допускаемые напряжения для сварного шва будут равны (см. при­ ложения 8 и 13):

[а']р = 0,9 [а] = 0,9 • 1600 = 1440 кгс/см2;

[т'] = 0,6 [а] = 0,6 • 1600 = 960 кгс/см2.

Так как величина максимальных касательных напряжений зна­ чительно меньше допускаемых, а их расположение не совпадает с расположением максимальных значений нормальных напряжений, то в дальнейшем касательные напряжения можно не учитывать.

Суммарное значение нормальных напряжений в точке 1

Поскольку в косом шве возникают нормальные и касательные напряжения, то необходимо выполнять расчет по формулам [см. вы­ ражение (2.6)]

Для окончательного определения угла наклона сварного шва не­ обходимо произвести еще проверку по эквивалентным напряжениям

прочность шва и основного металла при принятых условиях сварки из-за малого значения а практически нельзя.

Задачи Яля самостоятельного решения

2.1. Определить допустимую величину изгибающего момента М (рис. 22), дейст­ вующего на пластины из алюминиевого сплава марки АД1М, сваренных аргонодуго- ^

2.2 Пластина 1 (рис. 23) сОеДинена

шве.

2.4. Определить максимальную величину крутящего момента, прикладываемого к валу 1 (рис. 25) и передаваемого на диск 2, если ступица вала приварена к диску

полуавтоматической сваркой. Материал диска и вала — низколегированная сталь 10ХСНД. Расчет выполнить по допускаемым напряжениям, приняв [т'] = 1570 кгс/см2.

А-А

если к пластинам приложена постоянная растягивающая сила Pi = 36 тс и перемен­

__ 2.6. Штанга буровой установки (рис. 27) нагружена осевой силой Р = 19 тс икрутящим моментом Мк = 5000 кгс • см. Выполнить проверочный расчет прочности

лить необходимую толщину 6 боковых листов тележки, если материал дИ(3^ в _ с т а л ь

СтЗ, стыковые швы выполнены ручной сваркой электродами типа Э42; В = 300 мм, а = 1000 мм; b = 2000 мм; L = 4 м. Расчет выполнить по допускаемым напряжениям, приняв эффективный коэффициент концентраций напряжений К..ф — 1,4.

У к а з а н и е . Напряжениями среза в шве пренебречь. Ответ, б = 25,4 мм.

§3. Расчет сварных соединений

сугловыми швами

Угловыми швами выполняются соединения внахлестку, впритык (тавровое) или в угол.

Угловые швы могут выполняться за один или несколько прохо­ дов автоматической, полуавтоматической и ручной сваркой, что при­ водит к различной глубине провара основного металла (рис. 31, а, б, в).

в

д

р

Рис. 31

По очертанию угловые швы бывают нормальные (рис. 31, а), выпуклые и вогнутые (рис. 31, г, д). Иногда угловые швы выполня­ ются с неравными катетами (рис. 31, е).

Площадь среза углового шва зависит от расчетной толщины шва Лр и его длины (рис. 31). Расчетная толщина шва зависит от способа

выполнения шва, его вида и связана с катетом шва К зависимостью

где (J — коэффициент для определения расчетной толщины углоро-

К — расчетный катет углового шва, равный катету вписанного равнобедренного прямоугольного треугольника (рис. 31, в, г, д, е).

Часто при расчетах прочности соединений с угловыми швами ко­ эффициент Р принимают равным 0,7 независимо от способа сварки. Это приводит к дополнительному запасу прочности соединения, цо влечет за собой перерасход сварочных материалов.

При действии статических растягивающих, сжимающих или сре­ зающих нагрузок сварные угловые швы рассчитывают по формуле

Расчетная длина шва должна быть не менее 4hp и не менее 30 мМ, так как при меньшей длине невозможно обеспечить хороший проварДля соединений внахлестку, изображенных на рис. 32, а, б, условие прочности будет иметь вид

Тш = = щ < [*'], или тш= - щ - < mRcp. (2.9)

При этом необходимо учитывать, что для соединения с фланговыми швами (рис. 32, а) расчетная длина их I ограничивается величиной I < 60 К, за исключением соединений, в которых усилие распреде­ ляется по всей длине флангового шва равномерно (поясные швы балок).

Величина односторонней нахлестки с в соединении с лобовыми швами берется с > 46 (рис. 32, б).

При использовании в соединении внахлестку комбинированных угловых швов равных катетов (рис. 32, в) условие прочности (2.8) сохраняется, но под длиной шва подразумевается длина периметра всех швов, т. е.

ляющих уголок, который работает под действием продольной силы (рис. 32, д). Так как центр тяжести сечения уголка находится не по­ средине ширины элемента, то шов, расположенный ближе к центру тяжести, воспринимает большую нагрузку, чем шов, расположенный дальше от центра тяжести. Считается, что усилия, приходящиеся на