Методические указания к решению задачи

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 678 Следующая ⇒

Конструкция сварных стыков соединений листовых деталей.

Стыковыми называются соединения, в которых элементы соединяются торцами или кромками и один элемент является продолжением другого. Место их соединения (зазор) заполняется сварным швом. Стыковые соединения наиболее рациональны и надежны, так как имеют наименьшую концентрацию напряжений при передаче усилий, отличаются экономичностью и удобны для контроля.

Толщина свариваемых элементов в соединениях такого вида почти не ограничена. Стыковое соединение листового металла может быть сделано прямым или косым швом. Стыковые соединения профильного металла применяются реже, так как затруднена обработка их кромок под сварку.

Сварные стыковые соединения листовых деталей, как правило, проектируют прямыми с полным проваром и с применением выводных планок. В монтажных условиях допускается односторонняя сварка с подваркой корня и сварка на остающейся стальной подкладке.

При соединении стальных листов различной толщины (или ширины) их размеры в месте стыка должны быть одинаковыми во избежание резкого изменения сечения. Для этого в более толстом (или широком) элементе устраивается скос с уклоном 1:5 с одной или двух сторон до толщины тонкой детали (рис. 13).


а – при разной толщине	б – при разной ширине
Рис. 13. Соединение элементов

Длиной скоса листа регулируют плавный переход от толстой свариваемой детали к более тонкой, кроме того, длиной скоса устраняют концентраторы напряжений в сварных конструкциях. Стыки без скосов по толщине допускаются в деталях из углеродистой или низколегированной сталей с пределом текучести до 400 МПа при разнице толщин = (t₂ – t₁), не превышающей значений, указанных в Приложении 3.

По конструктивному признаку швы разделяют на стыковые и угловые. Стыковые швы наиболее рациональны, так как имеют наименьшую концентрацию напряжений, но требуют дополнительную разделку кромок, зависящую от толщины соединяемых элементов и способа сварки. Разделку кромок применяют в том случае, если односторонняя сварка не позволяет обеспечить полный провар шва в листах толщиной более 8…10 мм

Расчет сварных стыковых соединений на центральное растяжение или сжатие производится по формуле

N / (t l_w) ≤ R_wy γ_с, (12)
где	N –	внешнее усилие, приложенное к соединению, Н;
	t –	расчетная толщина шва, равная толщине наиболее тонкого из соединяемых элементов, (местное утолщение в виде валика сварного шва в расчет не принимается); в том случае, если невозможно обеспечить полный провар по толщине свариваемых элементов путем подварки корня шва, например, при односторонней сварке или использовании остающейся стальной подкладки, в формуле вместо t следует принимать 0,7t, м;
	l_w –	расчетная длина шва, равная полной ширине соединяемых элементов за вычетом 2 t, учитывающих низкое качество шва в зонах зажигания (непровар) и прерывания (кратер) сварочной дуги. При условии выполнения шва с применением выводных технологических планок, позволяющих вывести начало и конец шва за пределы рабочего сечения шва, расчетная длина принимается равной полной его длине (после сварки технологические планки срезаются, а торцы шва зачищаются наждачным кругом), м;
	γ_с –	коэффициент условий работы;
	R_wy –	расчетное сопротивление сварного стыкового соединения, принимаемое равным расчетному сопротивлению основного металла R_y (Приложение 4) при сжатии, а также при растяжении, если применяются физические методы контроля качества сварных швов (об этом обязательно должна быть сделана запись в рабочих чертежах). Если физические методы контроля качества шва, работающего на растяжение, не используются, то следует принимать R_wy = 0,85 R_y.

Расчет сварных стыковых соединений растянутых элементов конструкций из стали с соотношением R_u / γ_u > R_y, эксплуатация которых возможна и после достижения металлом предела текучести, производится по формуле

N / (tl_w) ≤ R_wu / γ_uγ_c, (13)

где	R_u –	расчетное сопротивление проката по временному сопротивлению (Приложение 4), МПа;
	γ_u –	дополнительный коэффициент надежности, учитывающий повышенную опасность при расчете конструкций с использованием расчетного сопротивления R_u и принимаемый для стали равным γ_u = 1,3.
	R_wu –	расчетное сопротивление сварного соединения по временному сопротивлению, принимается равным расчетному сопротивлению проката по временному сопротивлению (R_u), МПа

Пример решения

Исходные данные:

b=500 мм, толщинами t1 = 10 мм t2 = 14 мм, N = 1200 кН, коэффициент условия работы gс = 1, материал свариваемых листов – сталь С245, контроль качества сварных швов, выполненных ручной сваркой, осуществлялся по средством визуального контроля без применения физических методов

Решение

1. Конструкция сварного шва.

В более толстом листе делаем скос с уклоном 1:5, т.к. разность толщин соединяемых элементов t ₂ – t ₁ = 14 – 10 = 4 мм > 2мм (см. приложение 3).

При минимальной толщине соединяемых листов t ₁ = 10 мм разделка кромок не требуется.

Таким образом, конструкция сварного шва для данных условий должна иметь следующий вид (рисунок 14):

Рисунок 14. Конструкция сварного шва

2. Расчет сварного соединения.

а) Листовой прокат из стали С245 толщиной t _max = t ₂= 14 мм имеет расчетное сопротивление R_y = 240 МПа, расчетное сопротивление проката по временному сопротивлению R_u = 360 (см. приложение 4).

б) Расчетное сопротивление сварного стыкового соединения по пределу текучести принимаем:

R_wy = 0,85 R_y = 0,85 · 240 = 204 МПа,

поскольку контроль качества стыка проводился без применения физических методов

в) Проверим выполняется ли условие R_u / γ_u > R_y

360 / 1,3=276 > R_y,

следовательно расчетное сопротивление сварного стыкового шва должно проверяться по условию (13)

г) Расчетная длина шва l_w = b – 2 t ₁= 0,5 – 0,02 · 1 = 0,480 м.

д) Проверим прочность сварного стыкового шва:

σ_w = N / (t ₁ l_w) = 1200·10³ / (0,01 · 0,48) = 250 МПа

R_wu / γ_uγ_c, = 360/1,3·1=276 МПа.

205 МПа>276 МПа – условие не выполняется.

Вывод: поскольку условие не выполняется необходимо устройство косого шва.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 678 Следующая ⇒

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных