Расчеты угловых сварных швов

Все угловые швы рассчитывают на срез:t’СР < [t’СР] по наименьшему сечению шва, расположенному в биссекторной плоскости прямого угла (см. рис. 7.5, а) пло­щадью:

 

A min = m × l × k × sina » l × 0,7 × k. (7.4)

 

Этот размер опасного сечения весьма условен, т.к. в месте шва при сварке расплавляется и металл соединяемых деталей, в результате чего фактически m > 0,7k.

Рассмотрим несколько примеров расчетов сварных соединений, выполненных угловыми швами.

А. Нахлесточные соединения угловыми швами. Рас­чет этих соединений в случае нагружения изгибающим моментом выпол­няют при двух допущениях:

1) податливостьюсоединяемых деталей пренебрегают;

2) считают, что относительный поворот соединяемых деталей происходит вокруг центра же­сткости, совпадающего с центром тяжести фигуры, образован­ной сечениями сварных швов, только за счет деформации швов.

Вспомним, что центр жесткости – это точка стыка, неподвижная при относительном повороте соединяемых деталей относительно самих деталей.

При нагружении нахлесточного соединения силой F (рис. 7.6) в швах возникают напряжения среза. Условие прочности швов:

(7.5)

 

 

 

Рис. 7.6. Нахлёсточное сварное соединение, нагру­женное

силой F и изгибающим моментом М

Если это же соединение нагружено изгибающим моментом М то условие прочности швов изменится:

(7.6)

При одновременном действии в одной плоскости силы F и момента M (см. рис. 7.6) условие прочности швов следующее:

(7.7)

Если же нахлёсточное соединение нагружено внецентренной си­лой F (рис. 7.7, а), то швы испытывают сложное на­пряженное состояние: срез по двум взаимно перпендикулярным нап­равлениям. Это станет понятным после приведения силы Fв центр тяжести соединения – точку О (см. рис. 7.7, б).

Сила F вызы­вает в швах напряжение среза F , направленные вдоль оси ОУ. Момент пары сил Fс плечом Ввызывает в швах напряжении среза M ,направленные вдоль оси OХ.

 

 

Рис. 7.7. Нахлесточное соеди­нение, нагруженное

внецентренной силой F

 

Таким образом, результирующее напряжение среза в наиболее нагруженном сечении шва следует вычислять по зависимости:

 

(7.8)

 

 

Условие прочности швов в этом случае нагружения будет иметь вид:

(7.9)

 

 

Если нахлёсточное соединение выполнено комбинированным угловым швом и нагружено силой F (рис. 7.9), то условие прочности шва следующее:

(7.10)

 

где lS – длина комбинированного шва lS = l1 + 2l2, мм.

 

 

 

 

Рис. 7.8. Нахлесточное сварное соединение

комбинированным угловым швом

 

В случае нагружения этого соединения изгибающим моментом М (см. рис. 7.8) условие прочности шва:

(7.11)

где JP– полярный момент инерции шва, JP = JX + JY (JX – момент инерции опасного сечения шва относительно оси ОХ; JY – момент инерции опасного сечения шва относительно оси ОУ);

r MAX – расстояние от центра тяжести соединения до наиболее удаленной точки шва:

При подсчете моментов инерции JXи JY опас­ные сечения лобового и фланговых швов представляют в виде прямоугольников, имеющих стороны размерами: 0,7.kиl i.

Тогда полярный момент инерции сварного комбинированного шва будет равен:

 

 

Координату “Сцентра тяжести соединения (см. рис. 7.8) вычисляют по зависимости:

 

При одновременном действии силы F и момента М на данное сварное соединение (см. рис. 7.8) условие прочности шва:

срS = t¢F + t¢M < [ср] (7.12)

 

Если нахлесточное соединение состоит из листового металла и профиля (рис. 7.9), то его расчет выполняется при допуще­нии, что внешняя сила проходит через центр массы сечения профи­ля.

 

 

 

Рис. 7.9. Нахлесточное сварное соединение листа с уголком

 

Расчет швов в соединении начинают с определения их суммарной длины lΣ из условия прочности швов на срез (при известной величине катета), а затем по правилу рычага рассчитывают длину каждого шва (l1и l2)и нагрузку Fi, , действующую на каждый шов:

 

l1 / lΣ = b2 / b; l2 / lΣ = b1 / b

F1 / F = b2 / b; F2 / F = b1 / b , (7.13)

 

где b1, b2 – расстояния от нейтральной оси уголка до 1-го и 2-го шва, соответственно.

Из (7.13) получают формулы для расчета длины 1-го шва: l1 = lz × b2 / b , а также – для определения усилия, действующего на него: F1 = F × b2 / b.

Аналогично можно рассчитать параметры 2-го шва: длину шва l2, и нагрузку на него F2. Иначе они могут быть вычислены по простым зависимостям:

l2 = lz – l1 и F2 = F – F1.

 

Б. Соединения кольцевыми угловыми швами

При нагружении такого сварного соединения растягивающей осевой силой F (рис. 7.10) в металле шва возникают напряжения среза.

Условие прочности кольцевого шва следующее:

(7.13)

 

 

 

Рис. 7.10. Сварное соединение кольцевым угловым швом

 

Если это сварное соединение нагрузить вращающим моментом Т, то его условие прочности таково:

(7.14)

При совместном действии на соединение осевой силы F и крутящего момента Т в металле шва возникает сложное напряженное состояние. Сила F вызывает в металле шва напряжения F, направленные вдоль оси соединяемых деталей, а момент Т – нап­ряжения Т , направленные по касательной к окружности диаметром d (см. рис. 7.10).

Условие прочности шва:

(7.15)

 








Дата добавления: 2015-02-19; просмотров: 9279;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.021 сек.