Том 1. Прочность (1041446), страница 6
Текст из файла (страница 6)
В местах зажигания и обрыва дуги механипеские свойства швов ухудшаются, поэтому минимальную длину рабочих швов целесообразно ограничивать и принимать равной 30 мм. Швы меньших размеров применяют лишь в качестве нерабочих соединений. В зависимости от направления угловых швов по отношению к действующему усилию их разделяют на лобовые, косые, фланговые, комбинированные. Лобовые швы направлены перпендикулярно усилшо.
В соединении, показанном на рис. 2.4, а, усилие Р передается двумя лобовыми швами. Вследствие эксцентриситета элементы несколько искривляются. Расстояние между лобовыми швами следует принимать С ) 4э. На рис. 2.4, б усилие Р передается через один лобовой шов на накладку; далее это же усилие переходит с накладки иа второй лист. Таким образом, в соединении этого рода имеется лишь один расчетный шов.
Рассмотрим несущую способность угловых швов. В лобовом шве возникает несколько составляющих напряжений (рис. 2.4, и): нормальные напряжения и на вертикальной плоскости шва и касательные т на горизонтальной. По методу, принятому в инженерной практике, расчет проч- насти лобовых швов производится на срез.
Этот метод является условным и приближенным. Прн статических нагрузках и треугель- ном очертании шва слабым сечением считают наименьшее сечение, совпадающее с биссектрисой Π— О прямого угла. По этой плоское.и проверяют прочность лобового ва напряжен при этом ндолжно превышать допускаемого (т'1. Рис. 2.4. Соединения с лобовыми и фланговыми швами: а — с двумя расчетными лобовыми швами; б — с одним расчетным лобовым ~ивом; в — схемы усилия в лобовом шве; а — фланговые швы; д — косой шов; е — комбиниро- ванное соединение; ж — прикрепление уголка Формула определения допускаемого усилия Р для соединения, состоящего из одного расчетного лобового шва (рис. 2.4, б), имеет следующий вид: Р = ~т'1 ~К1, (2.8) и для соединения, приведенного на рис.
2.4, а,— Р = 2 ~т'1 ~К1, (2.9) где РК вЂ” расчетная высота шва, 1 — длина шва. Фланговые швы направлены параллельно усилию (рис. 2.4, г). В них возникают два рода напряжений. В результате совместной деформации основного и наплавленного металла во фланговых швах образуются связующие напряжения. Как было указано выше, их не учитывают при определении прочности соединения.
По плоскостям соприкосновения валика флангового шва с каждым из листов, а также в самом валике возникают напряжения среза, которые являются рабочими напряжениями соединения. 28 Расчет прочности швов производится по опасной плоскости среза, совпадающей с биссектрисой прямого угла. Расчетная формула несущей способности составлена в предположении, что напряжения вдоль флангового шва распределены равномерно. Для конструкции, приведенной на рис. 2.4, г, расчетная формула имеет вид Р= 2 ~т'~ ~К1.
С учетом концентрации напряжений (см. 9 12) расчетная длина фланговых швов 1=== 50К. Косые швы направлены к усилию под некоторым углом (рис. 2.4, д). Их часто применяют в сочетании с лобовыми и фланговыми. Расчет прочности косых швов производится аналогично описанному выше: (2.11) Р = 1'т'1 рУД„ (2.14) где 1.= длина периметра швов. Зтим соотношением пользуются при расчете соединения, показанного на рис. 2.4, е. Некоторую особенность представляет расчет прочности швов, прикрепляющих уголок, работающий под действием продольной силы. Принимаем, что усилие Р в уголке действует в плоскости прикрепленной полки (рис.
2.4, ж). Усилие, воспринимаемое лобовым швом, Р, = ~~ЯК1,. (2.15) Эксцентриситет приложения силы в расчете не учитывается. Усилие, передаваемое на фланговые швы, Рф, — — Р— Р„. (2.16) 29 Р = ~т'~ ~К1. Пример комбинированньи и~вов приведен на рис. 2 4, е. Распределение усилий в отдельных швах, составляющих комбинированное соединение, не одинаково. Однако расчет прочности комбинированных соединений производится согласно хорошо известному из курса сопротивления материалов принципу независимости действия сил. В соединении с лобовыми и фланговыми швами определение несущей способности следующее: Р=Р,+Рф„„ где Р— допускаемое усилие для комбинированного соединения; Р,— допускаемое усилие для лобового шва; Р, л — допускаемое усилие для фланговых швов.
Таким образом, Р = 1т''1 (РК1, + 2РК1фа). (2.13) Если катеты всех швов, входящих в состав комбинированного соединения, равны между собой, то Это усилие распределяется между швами обратно пропорционально расстоянию от оси уголка до обеих кромок. Таким образом, усилие в шве /1 будет Р1 = Рфл/л1//л > (2.1 7) усилие в шве /2 Р2 Рфл>л2/>л ° (2.18) При расчете прочности прикреплений равнобокпх уголков приближенно можно принять Р, = 0>ЗРфл, Рв = 0,7Рф„. (2.19) Касательные напряжения в швах равны т1 = Р1/(~И1)~ т2 Р2) (1/~12) (2.20) г) Рис. 2.5. Тавровые соединения Напряжение в каждом из фланговых швов не должно превышать допускаемого [т'1.
Конструктивно можно увеличить длину 11 относительно размеров, требуемых по расчету прочности, до значения /2. Более точный метод расчета предусматривает учет не только срезывающей силы, но и момента силы относительно центра тяже- сти сечения швов (см. а) ~ 10). Тавровые соединения. Р Р Р Применяют для соеди- Р пения элементов, расположе нных во взаимно в) перпендикулярных пло- Р скостях. Тавровые соек динения обычно можно выполнять без подготовки кромок (рис.
2.5, а). На рис. 2.5, б пока- заны тавровые соединения с односторонней подготовкой кромок и подваром при толщине листов от 4 до 26 мм, а на рис. 2,5, в — с двусторонней подготовкой кромок для элементов толщиной 12 — 60 мм. При работе соединений (рис. 2.5, а) на растяжение расчетная формула прочности имеет такой вид: Р = 211'~ ~И, (2.21) а для соединения, приведенного на рис, 2.5, б, в, Р [о' [р в/ (2.22) При работе узла, изображенного на рис. 2.5, а, на сжатие усилие Р в действительности частично передается с горизонтального листа на вертикальный через плоскость соприкосновения листов. Проверка прочности швов соединения в этом случае произво- дится исходя из условного предположения, что усилие передается через швы.
При этом [т'1 повышается до величины [а'1„„. При сварке полуавтоматами тавровые соединения могут выполняться угловыми точечными швами (рис. 2.5, г). Применение точечных швов целесообразно главным образом в конструкциях с толщиной листов в ~ 4 —: 5 мм. Угловые соединения. Угловые соединения, выполняемые дуговой сваркой вручную, показаны на рис.
2.6, а. При автоматическом и полуавтоматическом способах сварки соединения имеют вид, приведенный на рис. 2,6, б (в = 6 —: 14 мм) и на рис. 2.6, в (в =- = 10 —: 40 мм). а) Ф 4 Угловые соединения в основном применяются в связующих элементах и расчету на прочность Рис. 2.6. Угловые соединения не подлежат. Пробочные проплавные соединения. Пробочные соединения ставят при пахлесточпом расположении листов, проплавляя верхний более тонкий лист, в результате чего образуются круглые проплавные сварные соединения (рис.
2.7). Пробочные соединения рациональны при толщине верхнего листа в не более 5 мм. При применении усовершенствованного оборудования с принудительной подачей электродной проволоки в зону дуги можно сваривать проплавными пробочными соединениями элементы толщиной более 12 мм. Такие соединения можно получить сверлением отверстий в одном из соединяемых листов и заполнением их наплавленным металлом. При этом диаметр ! отверстий а может достигать 40 мм.
Ф Разработаны установки для выполнения пробочных соединений различных марок сталей в защитной среде СО„. Рис. 2,7. Пронлавное соединение Ввиду простоты оборудоваиия и высокой производительности процесса проплавные пробочные соединения весьма экономичны. Их применяют, в частности, при изготовлении конструкций сельскоХозяйственных машин. В большинстве случаев пробочные соединения являются связующими и рабочих усилий не передают. Расчет прочности соедине«ий, участвующих в передаче усилий, производят аналогично расчету прочности точечных соединений при контактной сварке.
Дуговые соединения алюминиевых сплавов. Луговой сваркой Сваривают практически все алюминиевые сплавы, но свариваемость «х различна. Сварные соединения алюминиевых сплавов обладают ««1вышенной чувствительностью к концентраторам напряжений по сравнению с рядом сталей, применяемых в конструкциях (см.
ф 2 с оп~дарп~однаи е.>2мм Тадредре . усладой удойной шад бяьжодег с паднааднай 70 1пьяодое с м-одразнанм шдом Тадродее с падгтобкой нраман ь.'5мм о=8 —:20мм Саынодое с ь7-адразным швам Наклетонное, одиночна>й углодой 2 г. А. николаев и ар, 32 ЗЗ гл. 1), Поэтому к соединениям из алюминиевых сплавов предъявляют ряд требований к их конструктивному оформлению и предотвращению повреждений изделий в процессе производства. На рис. 2.8 приведены рациональные виды сварных соединений при сварке алюминиевых сплавов. На рис. 2.9, а, б приведены примеры стыковых соединений деталей из алюминиевых сплавов разных толщин при отсутствии эксцентриситета, а на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
