Биргер И А , Шорр Б Ф , Иосилевич Г Б - Расчет На Прочность Деталей Машин Справочник (1993.4 Изд)(Scan) (947315), страница 24
Текст из файла (страница 24)
менты инерции швов относительно осей х н у, проходящих через центр тяжести площади сечений швон; гш,„— расстсяние от центра тяжести до наиболее удаленной точки шаа. Тавровые соединения, иыполненные угловыми швами, рассчитывают по формулам (5) и (6), а стыковые— по формулам (1) и (2). Угловые соединения (см. Рис. 3) не используется как силовые, нх применяют, как правило, для образо- Рис. е К раееету еоеаииеииа е коибиииро анимы углавыи швом Сварные и паяные соединения 114 8. Расчстпыс сопротивлсиия л дл» ппзиоуглародистыя сталей Н.
МГ(а, при Мариа стала рассяжаиии срезе сжатии 2(0((80 290г'250 240/290 (Зо — (50 (70 200 200 — 240 (.гз, Сз4 (0ГЗС(, (5ХСНД (0ХСМД 2(О 290 З40 В ч слисслс дроби приведены значения и для гпвов, яоитролирусммх Еичичссаими методами, в звамсиатсле обычиыии методами (визуальным и т п 1 наем К = 1,2; для подкрановых балон при тяжелом режиме работы К = = 1,3 †: 1,5. В строительных конструкциях при. инмают расчетное сопротивление Р =- = 0,9от. Значения )с, принимаемые в ряде отраслей машиностроения, приведены в табл. 3.
ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ где Р— усилие, приходящееся на одну точку, 1 — число плоскостей среза точек, Швы, получаемые иа роликовых машинах, рассчитывают по формуле Р т = — ч (т'); (13) а( ванна профилей иэ отдельных элементов Прочность стыкового соединения, полученного контактной сваркой, при. нимают равной прочности основного металла.
Соединение, полученное точечной контактной сварной, при действии нагрузки в плоскости стыка рассчитывают на срез, принимая равномерное распределение на(рузки между точнами 4Р с = — ч )т'), (12) (п((в здесь а — ширина шва; 1 — его длина. Допускаемые напряжения в сварнык швах в долях допускаемых напряже. ний основного металла приведены в табл. 2. Допускаемые напряженна дл я основного металла а металлоконструкцияхх вычисляют по формуле (ст )а) =— К где )с = (0,85 —:0,9) а — расчетное сопротивление с учетом неоднородности материала (а, — предел текучести материала); т — коэффициент, который принимают в зависимости ог типа соединения и условий его работы, обычно т = Ю, —:0.9; К вЂ” комффициент перегрузки, обычно К = 1 —:1,2; для резервуаров с внутренним давле.
Сопротивление усталости сварных соединений часто оказывается более низким, чем сплошных деталей. Это объясняется следующими факторами: концентрацией напряжений, связанной с геометрией шва, непроварами и т.па неравномерным распределением нагрузки вдоль шва (во фланговых швах и др.); остаточными напряжениямв после сварки; литейной структурой шва и околошовной зоны. Стыкоаые соединения. Эти соединения по сравнению с соединениями других тяпов обладают повышенной прочностью благодаря уменьшению концентрации напряжений. На рис. 10 в начестве примера показано распределение нормальных напряжений в поверхностных слоях образца.
Значения эффективных коэффициентов нонцентрации напряжений в сварных соединениях приведены в табл. 4. Влияние осноамыл фактороа на сопропшалгнис рспщлоспщ (эбе Рис. 19. Иапркмення в стыкоаом соеднменяв Стыковая сварка является основным видом соединения ответственных элементов конструкции. На основании экспериментальных исследований и данных практики можно указать следующие основные факторы, существенно влияющие на со- противление усталости стыковых соединений. Состояние поверхности основного металла в зоне щ в а.
Пределы выносливости деталей из ннзкоуглеродистых сталей, сваренных без удаления окнсиых плеиои с по- 4. эффективные коаффнциенты кон»»еитрацнн напряменяе в сварных соединениях Коэффициент а для стали о Элементм соединения н их характеристика углеродистая ~ ниэколеги- роваииоа Сварные швы Стыковые швы (по оси шва) с полним провером корня швэ при автомз»ичеькоа н ручноа сварке и контроле швз просвечиванием прн ручкин сварке без просвечивания Углозыг швы поперечные (лобовые) при сварке ручиоа автоматическое продольные (фланговые) работающие иа срез 1,0 1,4 3.2 4,5 2,3 С'7 3,5 Основноа металл У перехода к стыковому шву усилением без мечаиическоа обработки ща с мстэничеслоя обрэботкоа шк» эбразивкым кругом или специальиаа фрезоа н с»ыкаввинн листов одииакоэоа ширины и толщины разной ширины разиоа толщины У пер д лоб «оиу шиу Ри «еорзилеиив вдоль большого ка~ета и отношении кзтетоа (.го и 2 го листов емд, = 2 е,)а, = 1,5 У флангового шва У когыпок, приваренных встык и втавр без ме аиическоа обработки с мехэинческох обработкой при плавных формах косынак У косынок, привзреиимч виаклестку У ребер месткости и диафрагм.
пРиваренных лобавымн швами с плавными переходами 1,5 1,9 1 1,4 1,б 1 !.2 1 3 3,2)1,4 ' 3.7»'1.9 ' 4.5 2,3)И2 2,7(!.5 * 3,5 3,3 1,9 1,5 3.3 1,9 2,1 1,5 В числителе дроби дано значение а для механически не обработанного шва, о в знаменателе — для механически обработанного шва Сварные и полные соединения 116 ггапрлжение 700 — м- 0 + 700 а) 200 — 0 е!00 500 500 МПа б) Рнс. 11. Остаточные непременно е сеермом соединении верхностн, ниже, чем у основного металла, на 40 — 66% и практически не зависят от режима автоматической сварки н сварочных материалов (электродов, флюса). Для низколегированных и среднеуглеродистых сталей прочность снижается еще в большей мере. Если окисную пленку удалить методами резания, то предел выпасли.
ности соединений повысится на 20— 30%. Форма н размеры свар. н о г о ш в а. Размеры шва характе. риэуются высотой усиления шва 0, его шириной Ь н углом 0 (см. рнс. 10; 0 = 3 мм; Ь = 13 мм). Рекомендуется выполнять швы с усилением при 0 = !60 †: !70о н от. ношении Ь(0 = 9 †: !1; врн этом эф. фективный коэффициент концентрации напряжений можно принимать по табл. 4. При 6 = !20' и Ь!0 = 3 †: 6 значения й нз табл. 4 следует увелячивать в 2 раза. При односторонней сварке, когда невидимая часть шва формируется на флюсомедной подкладке с водяным охлаждением, можно получить предел выносливости, близкий к пределу выносливости основного металла.
В сварных конструкциях следует избегать пересечения швов, иначе предел выносливости соединений снн. зится на 17 — 30%. Остаточные напряженияя от сварки. Если распад аустенита в сталях происходят при высоких температурах (например, в низкоуглеродистых и низколегированных сталях), то после охлаждения шва в околошовных зонах образуются растягивающие остаточные напряженна с высоким градиентом (рнс, !1, а), Со временем остаточные напряжения изменяются (см. рис. !1, б), что может привести к появлению трещин в око. лошовной зоне. Остаточные растягнвающие напряжения иа 30 — 40е4 снижают сопротивление усталости стыковых соединений из сталей 22К, !ЬГФ и др.
Влияние основных фоятпрое но сопролшвлеяие уополосптн (Л Предел выяослява- стя, МПа Сталь а, 20Г 10Г2С1Д 09Г2С 10Г2С1 ' 101 2С1Д ' 10ХСНД ° 15ХСНД 1вгтСФД Вв то тв 58 вв во 1О 72 150 150 11О 180 зз Тарыообрабатаяаая Горячакатаяая ряс. 12, напрякския в аабовоы щва Во многих легированных сталях (например, 20Х2Н4А и др.) распад вустенита происходит при низких температурах. При охлаждении шва в таких материалах в околошовных зонах образуются сжимающие остаточные напряжения.
Для ответственных конструкций после сварки обязательно проводят отжиг (в среде аргона иля в вакууме) для снятия остаточных напряжений. Механическая обработк а ш в а. Зачистка и снятие методами резания усиления шва способствует повышению сопротивления усталости соединений вследствие снижения концентрации напряжений. Эффективным средством повышения сопротивления усталости стыковых соединений из низколегированной стали !5ХСНЛ и среднелегированных сталей 34ХМ, 40ХН и др. является сочетание механической зачистки шва и термичесной обработки (снятие остаточных напряжений и улучшение структуры металла околошовной зовы). Обработка швов и околошовных зон методами поверхностного пластического деформировання (обдувка дробью, чеканка, обкатка роликом и др.) при. водит к существенному повышению предела выносливости соединений.
Особенно эффективно применение упрочняющей обработки для крупногабаритных деталей. В этом случае можно добиться равнопрочности основного металла и шва даже без обработки усиления шва методами резаная. Повышение предела выносливости на таких деталях составляет 50— )00%.
В табл. 5 приведены значения пре. делов выносливости стыковых соединений при симметричном (о,) и пульсирующем (о,) циклах нагружений. Йногда для усиления стыкового соединения лобовыми швами прива- и 5. Прсдслы аыяаслквастя стыкоаык свараык сосдяясяяй яа янаколссяроваяяык сталей пра скыыстрячяоы я пульсирующем павлах ривают накладки. В результате этого предел выносливости соединений снижается на 30 — 40%. Нахлесточиые соединения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
