Методика расчета сварных соединений
![Реферат: Методика расчета сварных соединений](https://gugn.ru/work/7299352/cover.png)
Сварной шов при соединении встык (рис. 1) работает на растяжение и сжатие, причем все виды подготовок кромок принимаются эквивалентными. Где М — расчетный момент; rmax — расстояние от центра тяжести швов до наиболее удаленной точки шва; Ipc — полярный момент инерции швов. Нагрузки между заклепками распределяются равномерно. Рассмотрим простейший заклепочный шов — однородный односрезный внахлестку. Читать ещё >
Методика расчета сварных соединений (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Расчет прочности швов соединений, нагружаемых осевыми силами Условные обозначения:
Р—нагрузка соединения;
L — общая длина рассчитываемого шва;
д— толщина соединяемых деталей;
k — катет углового шва;
d, i — диаметр пробок и их количество в пробочном соединении;
а — ширина шва при роликовой сварке.
Сварной шов при соединении встык (рис. 1) работает на растяжение и сжатие, причем все виды подготовок кромок принимаются эквивалентными.
![Стыковые швы; а - прямой; б - косой.](/img/s/9/05/2156805_1.jpg)
Рис. 1 Стыковые швы; а — прямой; б — косой
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_2.jpg)
Условие прочности шва (формула 1).
![Соединения внахлестку валиковыми швами.](/img/s/9/05/2156805_3.jpg)
Рис. 2 Соединения внахлестку валиковыми швами: а — лобовыми; б — фланговыми; г — сечение углового (валикового) шва
Угловые швы (рис. 2) рассчитывают на срез по сечению, проходящему через биссектрису прямого угла; расчетная высота шва h = k cos 45° ~ 0,7k.
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_4.jpg)
![Рис. 3.](/img/s/9/05/2156805_5.jpg)
Рис. 3.
При несимметричном расположении швов относительно линии действия силы Р (рис. 3) усилия, возникающие в них, находятся из уравнений статики:
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_6.jpg)
Сварные швы при соединении втавр рассчитываются различно в зависимости от типа швов (рис. 4).
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_7.jpg)
По рис. 4, тип а.
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_8.jpg)
по рис. 4, типы б, в.
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_9.jpg)
Пробочные соединения (рис. 5, а) рассчитывают на срез по формуле.
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_10.jpg)
При соединении деталей точечной сваркой сварной шов работает на срез, тогда.
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_11.jpg)
или на отрыв, тогда.
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_12.jpg)
Шов, получаемый роликовой сваркой, рассчитывается на срез:
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_13.jpg)
Расчет прочности швов, нагруженных перпендикулярно стыку свариваемых деталей.
![Соединение нагружено силой и моментом (швы стыковые).](/img/s/9/05/2156805_14.jpg)
Рис. 6 Соединение нагружено силой и моментом (швы стыковые)
Расчет прочности шва соединения, нагруженного силами и моментом (рис. 6), ведется по нормальным напряжениям (влиянием поперечной силы, как и при расчете балок на изгиб, пренебрегают):
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_15.jpg)
Здесь We = дh2/6 — момент сопротивления сварного шва; Fe = дh — площадь сечения шва.
![Соединение нагружено силой и моментом (швы угловые).](/img/s/9/05/2156805_16.jpg)
Рис. 7 Соединение нагружено силой и моментом (швы угловые)
В случае выполнения соединения угловыми швами (рис. 7) расчет ведут по условной методике, геометрически суммируя напряжения от изгиба и растяжения с напряжениями, соответствующими поперечной силе:
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_17.jpg)
Величина фQ учитывается лишь в случаях, когда поперечная сила сравнительно велика, а плечо внешнего момента небольшое; в формуле учтены.
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_18.jpg)
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_19.jpg)
Wc = 2Ч0,7kh2/6 — момент сопротивления биссекторного сечения швов; Fc = 2Ч0,7kh — площадь сечения швов Расчет прочности швов, нагруженных в плоскости стыка свариваемых деталей.
![Швы нагружены в плоскости стыка свариваемых деталей.](/img/s/9/05/2156805_20.jpg)
Рис. 8 Швы нагружены в плоскости стыка свариваемых деталей
Угловые швы соединения рассчитывают обычно по одной из двух условных методик: по способу полярного момента инерции или по способу осевого момента инерции. В первом случае касательное напряжение от действия момента.
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_21.jpg)
где М — расчетный момент; rmax — расстояние от центра тяжести швов до наиболее удаленной точки шва; Ipc — полярный момент инерции швов.
Ipc = Iус + Izc,.
где Iус и Izc — осевые моменты инерции швов относительно осей y и z.
Касательное напряжение тм в любой точке считается направленным перпендикулярно к радиус-вектору, соединяющему эту точку с центром тяжести периметра швов. Моменты инерции вычисляются для биссекторного сечения швов.
По второму способу.
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_22.jpg)
где ymax — расстояние от оси элемента до наиболее удаленной точки шва;
Напряжение от растяжения (или сжатия).
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_23.jpg)
где, Fe = 0,7 kL — общая площадь швов При учете влияния поперечной силы соответствующее напряжение вычисляется лишь для вертикального шва, т. е.
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_24.jpg)
где Fвс = 0,7 kh.
Суммарные касательные напряжения в опасной точке шва находятся геометрическим сложением.
Расчет швов точечного соединения (рис. 9) проводится по одному из двух вышеперечисленных способов.
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_25.jpg)
Усилие в наиболее нагруженной точке от внешнего момента.
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_26.jpg)
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_27.jpg)
геометрически суммируется с усилием, равным.
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_28.jpg)
обусловленным действие силы Р, т. е.
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_29.jpg)
Условием прочности служит выражение.
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_30.jpg)
При расчете швов на переменную нагрузку вводят коэффициент у снижения допускаемого напряжения:
а) для стыковых швов при нагрузке, переменной по величине, г = 1; при нагрузке, меняющейся по величине и по направлению.
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_31.jpg)
б) для угловых швов при нагрузке, как переменной по величине, так и переменной по величине и направлению.
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_32.jpg)
Pmin и Pmax — наименьшее и наибольшее по абсолютной величине усилия, которые следует подставлять в формулы со своими знаками Допускаемые напряжения при расчете сварных швов.
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_33.jpg)
Расчет заклепок на срез и смятие Расчет на прочность основан на следующих допущениях: — силы трения на стыке деталей не учитывают, считая, что вся нагрузка передается только заклепками; - расчетный диаметр заклепки равен диаметру отверстия d0;
— нагрузки между заклепками распределяются равномерно. Рассмотрим простейший заклепочный шов — однородный односрезный внахлестку.
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_34.png)
При нагружении соединения силами F, листы стремятся сдвинуться относительно друг друга. Запишем условие прочности заклепки на срез (разрушение стержня заклепки нахлесточного соединения происходит по сечению, лежащему в плоскости стыка соединяемых деталей) отсюда требуемый диаметр заклёпки:
![Методика расчета сварных соединений.](/img/s/9/05/2156805_35.png)
В зонах контакта боковых поверхностей заклепки с листами происходит сжатие материалов. Давление в зоне контакта называют напряжением смятия. Считая, что эти напряжения равномерно распределены по площади смятия, запишем условие прочности Здесь Асм — площадь смятия, условно равная площади проекции поверхности контакта на плоскость, перпендикулярную действующей силе;
[у]`смдопускаемое напряжение на смятие для менее прочного из контактирующих материалов.
Рассмотрим многорядное двухсрезное заклепочное соединение с двумя накладками.