| типовые расчеты по ЕСКД | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Учи своих детей молчать. Говорить они научатся сами
СТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ С ПРЯМЫМ ШВОМ (рис. 1, а).
Допускаемая сила для соединения при растяжении
Р1 = [σ'p]·L·S,
то же при сжатии
Р2 = [σ'сж]·L·S,
где, [σ'p] и [σ'сж] - допускаемые напряжения для сварного шва соответственно при растяжении и сжатии.
При расчете прочности все виды подготовки кромок в стыковых соединениях принимают равноценными.
СТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ С КОСЫМ ШВОМ (рис. 1, б).
Допускаемая сила для соединения при растяжении
То же при сжатии
При β = 45° - соединение равнопрочно целому сечению.
НАХЛЕСТОЧНОЕ СОЕДИНЕНИЕ (рис. 2).
Соединения выполняют угловым швом. В зависимости от напряжения шва относительно направления шва относительно направления действующих сил угловые швы называют лобовыми (см. рис. 2, а), фланговыми (см. рис. 2. б), косыми (см. рис. 2. в) и комбинированными (см. рис. 2, г).
Максимальную длину лобового и косого швов не ограничивают. Длину фланговых швов следует принимать не более 60К, где К - длина катета шва. Минимальная длина углового шва 30 мм; при меньшей длине дефекты в начале и в конце шва значительно снижают его прочность. Минимальный катет углового шва Кmin принимают равным 3 мм, если толщина металла S >= 3 мм.
Допускаемая сила для соединения где, [τср] - допускаемое напряжение для сварного шва на срез; К - катет шва; L - весь периметр угловых швов; - для лобовых швов L = l; для фланговых L = 2 l 1; - для косых L = l /sinβ; - для комбинированных L = 2 l 1 + l.
СОЕДИНЕНИЕ НЕСИММЕТРИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (рис. 3).
Силы, передаваемые на швы 1 и 2, находят из уравнений статики
Необходимая длина швов
где, [τ'ср] - допускаемое напряжение для сварного шва на срез; К - катет шва. Примечание: Допускается увеличение l2 до размера l1.
ТАВРОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ
Наиболее простое в технологическом отношении.
Допускаемая сила для растяжения
Р = 0,7 [τ'ср] KL
, где, [τ'ср] - допускаемое напряжение для сварного шва на срез; К - катет шва, который не должен превышать 1,2S (S - наименьшая толщина свариваемых элементов).
Наиболее обеспечивающее лучшую передачу сил.
Допускаемая сила для растяжения
Р1 = [σ'p]·L·S,
то же при сжатии
Р2 = [σ'сж]·L·S,
где, [σ'p] и [σ'сж] - допускаемые напряжения для сварного шва соответственно при растяжении и сжатии.
СОЕДИНЕНИЕ С НАКЛАДКАМИ
Сечение накладок, обеспечивающее равнопрочность целого сечения (см. рис. 6)
где, F - сечение основного металла; [σp] - допускаемое напряжение при растяжении основного металла; [σ'p] - допускаемое напряжение для сварного шва при растяжении.
Сечение накладки, обеспечивающее равнопрочность целого сечения (см. рис. 7):
где, [τ'cp] - допускаемое напряжение для сварного шва на срез.
СОЕДИНЕНИЕ С ПРОРЕЗЯМИ
Применяют лишь в случаях, когда угловые швы недостаточны для скрепления. Рекомендуется a = 2S, l = (10 ÷ 25)S.
Допускаемая сила, действующая на прорезь
Р = [τ'сp]·L·S,
где, [τ'сp] - допускаемое напряжение для сварного шва на срез.
СОЕДИНЕНИЕ ПРОБОЧНОЕ
Применяют в изделиях, не несущих силовых нагрузок. Пробочную сварку можно применять для соединения листов толщиной от 15 мм.
Если пробочные соединения подвергаются действию срезывающих сил, то напряжение
где, d - диаметр пробки; i - число пробок в соединении.
СОЕДИНЕНИЕ СТЫКОВОЕ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ИЗГИБАЮЩЕГО МОМЕНТА
При расчете прочности соединения (см. рис. 9), осуществленного стыковым швом, находящимся под действием изгибающего момента Ми и продольной силы Р, условие прочности
где, W = Sh²/6; F = hS.
При расчете прочности соединения (см. рис. 10, а), осуществленного угловым швом, находящимся под действием изгибающего момента Ми и продольной силы Р, расчетные касательные напряжения в шве
где, Wc = 0,7Kh²/6; Fc = 0,7Kh.
При расчете прочности соединений (см. рис. 10, б), состоящих из нескольких швов и работающих на изгиб, принимают (для приведенного графически случая), что изгибающий момент Ми уравновешивается парой сил в горизонтальных швах и моментом защемления вертикального шва
Если момент Ми и допускаемое напряжение τ заданы, то из полученного уравнения следует определить l и K, задавшись остальными геометрическими параметрами.
ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ СВАРНЫХ ШВОВ
Допускаемые напряжения (табл. 1 и 2) для сварных швов принимают в зависимости: а) от допускаемых напряжений, принятых для основного металла; б) от характера действующих нагрузок.
В конструкциях из стали Ст5, подвергающихся воздействию переменных или знакопеременных нагрузок, допускаемые напряжения для основного металла понижают, умножая на коэффициент
где, σmin и σmax - соответственно минимальное и максимальное напряжения, взятые каждое со своим знаком.
1. Допускаемые напряжения для сварных швов в машиностроительных конструкциях при постоянной нагрузке
2. Допускаемые напряжения в МПа
Для конструкций из низкоуглеродистых сталей при действии переменных нагрузок рекомендуется принимать коэффициент понижения допускаемых напряжений в основном металле
3. Эффективный коэффициент концентрации напряжения Ks
|
