Сварка в машиностроении.Том 3 (1041440), страница 35
Текст из файла (страница 35)
— полная длина угловых швов нахлесточного соединения. С варные швы, прикрепляющие уголок, рассчитывают с учетом усилий, передаваемых фланговыми швами. При напряжениях в лобовом и фланговых швах, равных т, полная требуемая длина швов, прикрепляющих уголок, Ж (8) Т = /.— ребуемая длина обоих фланговых швов, приваривающих уголок, Т, — 1, б.
Длина шва, примыкающего к обушку равнобокого уголка, 13 = фл = 0,7 1.фл, Длина противоположного флангового шва 1з = 0,3 /.фл. Длина флангового шва 1з может быть более требуемой. Сварные швы, прикрепляющие элемент и расположенные в плоскссти его действия, рассчитывают на изгибающий момент М по одному из трех способов. Расчет на статическую прочность 166 т0 ю )Кй' "РКеах аХчК;а~ (20) )I (т+т.ч) +тс~ — т ~ (13) где М т РКИБ' (14) М РКЙ"- 6+РК (й+я) (16) Расчет и проектирование элементов сварных конструкиии 1.
По полярному моменту инерции, предполагая, что элемент может повора- чиваться вокруг геометрического центра соединения (рис. 1, а), При этом расчетное напряжение т- — '" т..х, (9) Р где )Р— полярный момент инерции; /Р = l„+ )а; ӄ— момент инерции соеди- нения относительно оси )т — т';,7 — момент инерции относительно оси Š— Е; г . — расстояние от центра до наиболее удаленной точки шва.
гпах Рис, 1. Схемы для определения напряжений по способам: о — полярного момента ннерцнн; б — осевого момента инерции; в — расчленения соедн- нення на составляющие 2. По осевому моменту инерции, предполагая, что напряжения в швах пропорциональны расстоянию до нейтральной оси элемента (рис. 1, б). При этом (10) Если вместе с М иа соединения в направлении )т — )т действует поперечная сила ч), то напряжения где й — длина вертикального шва.
Результирующие напряжения )' д+ т' ~ ~ т' 1. (12) При действии сил гэ и М (в направлении 7 — Е ) результирующие напря- жения 7. — длина периметра швов, входящих в соединение. 3. По принципу расчленения соединения на составляющие. Часть момента воспринимается вертикальными швами, другая часть — горизонтальными. Расчетные напряжения где й+ К вЂ” расстояние между швами (рис. 1, в). При действии М, (т и М результирующие напряжения тр —— т+ — + — „) ~ )т' ~. Напряжения элемента двутаврового профиля, приваренного швами, расположенными в плоскости перпендикулярной к оси элементов, т утах ~т ~ ° М (17) где э' — момент инерции швов, расположенных по периметру, с учетом коэффициента р.
При действии М и () напряжения на уровне верхнего листа .=)/(~~ф)'т(,с )' м~" ~. пв где йв и эв — соответственно высота и толщина вертикального листа. В соединении, показанном на рис. 2, напряжения можно определять, условно предполагая, что они достигают одинаковых значений т в вертикальных и горизонтальных угловых швах„а также в стыковых швах. При этом т— М (19) 2))КЬв~б+ 4()К (а — К) (йв — ф) -)- 2Р„ где а — длина продольного углового шва; Р— площадь сечения горизонтального листа; эг — толщина горизонтального листа, а Для элемента с открытым профилем (двутавр, тавр), приваренным по контуру угловыми швами, работающими на кручение, где К,х — наибольший катет шва, а равно 0,3 для двутаврового и 1,0 — для уголкового профиля; щения К~/а~, 'может быть приближенно „,и'б 'л и п н хеь а для расчета соедине.
принят равным 0,33; К~ и а; — соответственно катет и длина 1-го шва. Рекомендуемый диаметр точек при контактной сварке приведен в табл. 5. Для практических целей используют следу1ощее выражение; д= 1,4 (ф 0,01Р+И вЂ” 0,11). (21) Рекомендуемые параметры сварных точечных соединений низкоуглеродистых и легированных сталей приведены в табл. 6, Соединение, сваренное точечной контактной сваркой, работающее иа продольное усилие, рассчитывают по условию, что усилие на одну точку М Л'~ = —, (22) где й — продольное усилие в соединении; г — число точек, Расчет и проектирование элементов сварных конструкций Общие принципы конструирования 168 ь.
Минимальный диаметр ядра точки в, м>.. 1'екомендуемые параметры точечных соединений, мм (2") Минимальная Рекоменн>ир>сна на- дуемое хлестки или расстояотбортовки нне между Ф к в ав х и ых аио п>ск с »> к о= аь „ Д х хх х мз я Ф >' ~( аю као ао с- о>св мах с оо "хм Допускаемые усилия на точку определяются при расчете ее на срез, В точке с одной плоскостью среза расчетные напряжения 4М т= — -з «! го 1» (сс ъ) ра (24) где с( — диаметр ядра точки; ! т,' ) — допускаемое напряжение при срезе, которое можно принимать равным 0,4 ! ор ) или на основе результатов экспериментов. При расчете точки на отрыв нормальное напряжение 4М вЂ” «! о',~; йз- а (25) ~ о,' ~ принимают, как правило, на основе данных экспериментон еше более низким, чем при испытании на срез.
Прн работе !' точек (рис, 3, а) для передачи момента усилия на точку М М, = —. Пуз' (26) (30) до нейтральной оси. М и О результирующее усилие на точку (рис. З,б) Соединение (рис. 3, в) может быть рассчитано по где у — расстояние от точки При совместном действии М = )/ Мз! ) Мох> М4)=Я>!'. формуле М М,, = — г з псах> Бг~ (27) где г! — расстояние от 1-й то>ки до геометрического центра соединения.
Напряжения в паяных соединениях встык о= — «(О' 1„, М Р (28) где 1 о' ~п — допускаемое напряжение паяных швов при растяжении (сжатии); Р— площадь сечения основного элемента, ой ю ь ой хин хвк о„ ох О,Ь ОД 1,0 1.2 1,Ь 2.0 3.0 в точке с двумя плоскостями среза 2М т — й «!т»1, 10 10 !2 16 1> 20 16 !в 20 22 24 2з 37 6 6 10 16 1Ь 1Ь 20 22 2Ь зо 40 ЬО оо >» ли » к яо х» В с! за Напряжения в паяных соединениях внахлестку (рис.
4, а) М т= — «1т' й где 1 т' 1 — допускаемое напряжение при срезе в ивяном шве; Р =!а — плошадь спая; 1 и а — соответственно длина и ширина спая. Рис. 3. Схемы для расчета элементов, соединенных точками: а — на изгиб: б — на изгиб и поперечную силу; в — иа изгиб по способу у и Рис. 4. Схемы для расчета ивяных соединений В соединениях труб (рис. 4, б) напряжение М т= — «)т'[. пЖ В изгибаемых элементах (рис. 4, в) в спае под действием силы О касательные напряжения т=- — «1т' ~, (~3 (31) зв гДе Π— РасчетнаЯ попеРечнаЯ сила; С> = г»У — статический момЕнт плоШади горизонтального листа относительно центра тяжести сечения; у — расстояние от центра горизонтального листа до центра тяжести сечения; Х вЂ” момент инерции всего сечения элемента; ва — толщина вертикального листа, ОБЩИЕ ПРИНЙИПЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ Г!ри проектировании сварных металлоконструкций следует руководствоватьгя следующими общими положениями: — выбирать рациональные системы и схемы конструкций на основе ООтимизации; — правильно назначать иид материалов: сталей, цветных сплаиогп 171 Балки 170 Расчет и проектирование элементов сварных конструкций — обеспечивать прочность при минимальных затратах металла, что в значительной мере обеспечивает экономичность; — по возможности использовать типизированные схемы конструкций и профили элементов; — применять экономичные профили проката, а также гнутые и штампованные элементы, трубчатые профили; — применять прогрессивные системы конструкций (оболочковые, с предварительным натяжением)„обеспечивать монтаж крупными блоками и т.
д,; — предусматривать противокоррознонную защиту объектов; — параллельно с конструкцией проектировать технологические методы се изготовления, предусматривать возможность комплексной автоматизации и механизации изготовления, применять прогрессивные процессы дуговой и контактной сварки, а также специальных методов сварки, например, радиочастотной, взрывом, электрошлаковой и т. д.; — при проектировании учитывать особые свойства сварных соединении; устранять концентрацию напряжений, вести борьбу с остаточными напряжениями, деформациями, хрупкими разрушениями, разрушениями в процессе сварки, при необходимости предусматривать термическую обработку; — прн расчете учитывать силовые факторы, их сочетание„с использованием ЭВМ определять усилия в сложных статически неопределимых системах, а также в отдельных случаях по методу пластических деформаций; — при проектировании сварных соединений при дуговой сварке учитывать целесообразность укладки швов на горизонтальной плоскости при минимальном числе кантовок и удобном подходе к швам; избегать концентрации большого числа швов в одном месте; — разделку кромок под сварку предусматривать с учетом технологического процесса согласно ГОСТ 8713 †«Швы сварных соединений, автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом»; ГОСТ 14771 — 76 «Швы сварных соединений, электродуговая сварка в среде защитных газов»; ГОСТ 5264 — 69 «Швы сварных соединений; ручная, дуговая сварка»; — толщина К угловых швов должна быть не менее 4 мм, если толщина основного металла .
° 4 мм и не более 1,2 э;„; зависимость К;п от толщины соединяемых элементов дана в гл. 1; — минимальная расчетная длина флангового шва 1пнп = 4К, но не менее 40 мм; наибольшая расчетная длина флангового шва 60К за искл«очением случаев, если усилие на фланговый шов передается на всем его протяжении; расстоя. нне между лобовыми швами в нахлесточных соединениях ) 5э, где э — толщина соединяемых частей; — отношение катетов угловых швов, как правило, составляет 1/1; в конструкциях, испытывающих вибрацнонные нагрузки, работающих при Т ниже — 40 'С, и в конструкциях из сталей С60/45 и С85/75 отношение катетов целесообразно назначать 1/1,5; — устройство стыков без полного перекрытия швами не допускается; при стыковой сварке элементов разных толщнн обеспечивать плавный переход от э„„„кэсзах, предусматривать скосыс уклоном не более 1/5; исключение допускается для соединений, у которых разность толщин ~ 4мм, а уступ меньше 1/8 э„„„ Применение комбинированных соединений, у которых часть усилия воспринимается швами, а другая часть заклепками, не допускается.
В конструкциях нз сталей С60/45 и более прочных сталей, работающих при Т ~ 40 'С, стыковые швы, как правило, соединяют двусторонней сваркой. ВАЛКИ Наиболее часто применяют сварные балки двутаврового (рис. 5, а) и коробчатого (рис. 5, б и в) профилей; более редко — профилей, указанных иа рис, 5, г. Поперечные сечения балок иногда иаменяют по длине, если последняя значитель- на. В некоторых случаях изменяют толщину или ширину горизонтальных листов (рис.
6, а), Применяют несколько пар горизонтальных листов, если толщина каждого из них ~30 — 35 мм. При этом в менее нагруженных участках число г) Рис. 5. Поперечные сечения сварных балок листов уменьшают (рис,6, б). Иногда изменяют высоту вертикальных листов (рис. 6, в). ~гпах В балках предельная величина — регламентируется нормами, где /пах— наибольший прогиб; 1 — пролет балки. Рис.
6. Балки с переменными поперечными сечениями, в которых изменяются: а — толщина листов; б — число листов а поясах; в — высота балки Элементы конструкции Предельные прогибы в долях оролета Подкрановые балки и фермы при ручных кранах. при электрических кранах грузоподъемностью -' 50 т то же, грузоподъемностью ) 50 т . Монорельсовые пути . Балки рабочих плопгадои производственных зданий: главные, прн отсутствии рельсовых путей . прочие при наличии узкоколейных путей .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
