Конспект (Часть 2) (1085865), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Допускаемые напряжения при растяжении [σ]р обычно назы¬вают основными. Допускаемые напряжения при других видах усилий определяются как производные от [σ]р.

При сжатии коротких элементов, в которых продольный изгиб не может иметь места, допускаемое напряжение [σ]_сж принимается равным [σ]_р.

[σ]_сж =[σ]_р

При сжатии длинных элементов [σ]_сж принимается равным [σ]_рφ, где φ — коэффициент продольного изгиба, зависящий от гибкости сжатого элемента(φ = 0,99..0,19 для СТ-3, φ = 0,97..0,15 для АМ₂-6).

[σ]_сж = [σ]_рφ

Для стальных конструкций допускаемые напряжения на изгиб [σ]_и принимаются равными [σ]_р. При срезе допускаемое напряжение принимается в зависимости от теории прочности, положенной в расчет. Обычно допускаемое напряжение на срез [τ] = (0,5÷0,6) [σ]_р.

Как правило, при статических нагрузках допускаемое напряжение [σ]р = σ_т/n₂, где n₂ — коэффициент запаса прочности, принимаемый обычно равным 1,4—1,6. При переменных нагрузках допускаемое напряжение принимают равным [σ]_рγ, где коэффициент γ≤1.

Сварные соединения, выполненные дуговом сваркой

Существует несколько наиболее распространенных способов дуговой сварки.

Ручная дуговая сварка является универсальным технологическим процессом. Этим способом сваривают конструкции во всех пространственных положениях, из разных марок сталей, цветных сплавов в случаях, когда применение автоматических и полуавтоматических методов не представляется возможным, например при отсутствии требуемого оборудования, недостаточного освоения технологического процесса.

Сварные соединения должны быть по возможности равнопрочными с основным металлом элементов конструкций при всех температурах во время эксплуатации, а также при всех видах нагрузок (статических, ударных и вибрационных).

Слабыми участками в сварных соединениях могут быть швы, зоны термического влияния и сплавления. Зоной термического влияния называют участок основного металла, прилегающий к швам, который в результате сварки изменяет механические свойства.

Последнее обстоятельство особенно имеет место при сварке термически обработанных, а также нагартованных сталей и сплавов.

Улучшение механических свойств сварных соединений достигается:

1) выбором рациональной конструктивной формы соединения;

2) применением рациональных методов сварки;

3) термической и механической обработкой сварных конструкций после сварки.

Конструкции с равнопрочными сварными соединениями отвечают требованиям экономичности. Избыточная прочность сварного соединения по сравнению с целым элементом удорожает конструкцию и не улучшает условий ее эксплуатации. Недостаточная прочность сварного соединения снижает несущую способность всей конструкции и не позволяет полностью использовать рабочие сечения ее элементов. Поэтому из условия равнопрочности расчетные усилия соединений определяют:

при растяжении:

P = [σ]_pF;

при сжатии:

P = [σ]_сжF;

при изгибе:

M = [σ]_pW,

где [σ]_p — допускаемое напряжение при растяжении; [σ]_сж — допускаемое напряжение при сжатии; F— площадь поперечного сечения; W— момент сопротивления сечения.

В конструкциях со сварными соединениями в металле швов могут возникать напряжения двух родов: рабочие и связующие. Чтобы установить различие между рабочими и связующими напря¬жениями, рассмотрим несколько примеров.

На рис. 2.1, а изображены две полосы, соединенные стыковым швом. Полосы подвергаются растяжению. Очевидно, что при разрушении шва разрушится и вся конструкция. То же самое произой¬дет и в соединении, изображенном на рис. 2.1, б.

Сварные соединения, разрушение которых влечет за собой выход из строя конструкции, будем называть рабочими, а напряжения, действующие в этих соединениях, — рабочими напряжениями.

Совершенно иначе работает наплавленный металл в шве, соеди¬няющем две полосы, показанные на рис. 2.1, в. Наплавленный металл, соединяющий полосы, деформируется вместе с основным металлом; при этом в нем возникают напряжения. Если модуль упругости наплавленного металла незначительно отличается от модуля упругости основного, то в швах при их работе в преде¬лах упругих деформаций образуются напряжения приблизительно той же величины, что и в растягиваемых полосах. Эти напряже¬ния, возникающие в швах, вследствие их совместной работы с ос¬новным металлом во многих случаях не опасны для прочности конструкции и называются связующими. Пример связующих швов показан и на рис. 2.1, г.

При расчете прочности сварных соединений определяют только рабочие напряжения. Исследования подтверждают, что в большинстве случаев при анализе прочности сварных конструкций связующие напряжения можно не учитывать.

Основными типами сварных, соединений являются соединения стыковые, нахлесточные, тавровые, угловые. В сварных конструкциях наиболее целесообразны стыковые соединения.

Соединения встык

Стыковые швы делают прямыми – т.е. направленными перпендикулярно действующим усилиям. При больших толщинах производят V-образную и X-образную разделку кромок.

Если элемент работает на растяжение, то допускаемое усилие в сварном стыковом соединении:

P = [σ`]_p sl; (2.6)

при сжатии:

Р = [σ`]_сж sl, (2.7)

где s — толщина основного металла, так как усиление шва не учитывается;

l — длина шва; [σ`]_p —допускаемое напряжение растяжения сварного соединения; [σ]_сж—допускаемое напряжение сжатия сварного соединения.

Если [σ']_р = [σ]_р, то сварной шов равнопрочен основному металлу.

Таблица 2.5

Примеры стыковых соединений, выполняемых сваркой под флюсом (по ГОСТ 8713—70)

Форма под­готовленных кромок	Характер выполненного шва	Форма поперечного сечения			Пределы толщин свариваемых деталей, мм		Условное обозначение шва сваренного соединения
		подготовленных кромок	Выполненного шва
С отбортовкой двух кромок	Односторон­ний			1,5—3,0		С1
	Двусторон­ний			2,0—20,0		С2
	Односторон­ний			2,0—12,0		С4
Без скоса кромок	Односторон­ний на флюсомедной подкладке			4,0—10,0		С6
	Двусторон­ний			14,0—24,0		С13
	Односторон­ний на флюсомедной подкладке			8,0—24,0		С17
Со скосом двух кромок	Односторон­ний на сталь­ной подкладке			8,0—30,0		С18
С криволинейным скосом двух кромок	Двусторон­ний			24,0— — 1о0,0		С21
С двумя симметричными скосами двух кромок	»			20,0—60,С		СЗО
С двумя несимметрич­ными скосами двух кромок	Двусторон­ний с пред­варительным наложением подварочного шва			16,0—60,С		С34

Соединение внахлестку

Расчет прочности соединений внахлестку производят в зависимости от направления угловых швов по отношению к действующему усилию. Их разделяют на лобовые, косые, фланговые и комбинированные.

Лобовые швы

Лобовые швы направлены перпендикулярно усилию.

L – длинна шва;

K – Катет шва (K = S);

S – Толщина металла;

C – Расстояние между лобовыми швами (C≥4S).

В лобовом шве возникает несколько составляющих напряжений: нормальные напряжения σ на вертикальной плоскости шва и касательные τ на горизонтальной и др.

Расчет прочности лобового шва производят на срез.

При статических нагрузках и треугольном очертании шва слабым сечением считают наименьшее сечение, совпадающее с биссектрисой О - О прямого угла. По этой плоскости проверяют прочность лобового шва; напряжение при этом не должно превышать допускаемого [τ'].

Формула определения допускаемого усилия Р для соединения, состоящего из одного расчетного лобового шва, имеет следующий вид:

Р = [τ']βKl,

и для соединения, приведенного на рис.—

Р = 2[τ'] βKl,

где βK — расчетная высота шва, l — длина шва.

Характеристики

Список файлов лекций