ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 551
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Площадь среза углового шва зависит от расчетной толщины шва hp и его длины (рис. 15).
Рис.10.11.
Расчетная толщина шва зависит от способа выполнения шва, его вида и связана с катетом шва K зависимостью
hp=β∙K,
где β - коэффициент для определения расчетной толщины углового шва, принимаемый равным:
1 - для однопроходной автоматической сварки (рис. 16,б);
0,8- для однопроходной механизированной сварки;
0,7 - для ручной сварки, а также для многопроходной автоматической и механизированной сварки (см. рис. 16,а);
Часто при расчетах прочности соединений с угловыми швами коэффициент β принимают равным 0,7 независимо от способа сварки.
Расчет сварных соединений на прочность
Расчет сварных стыковых соединений
Швы этих соединений работают на растяжение, сжатие и изгиб в зависимости от направления действующей нагрузки (рис.13). Основным критерием работоспособности стыковых швов является их прочность шва или околошовной зоны.
При расчёте стыковых швов высоту шва принимают равной толщине свариваемого металла, независимо от наличия выпуклости (усиления) или вогнутости (ослабления или мениска).
Сварные соединения встык являются наиболее рациональными, приближающими по форме и прочности составные детали к целому изделию.
При хорошем качестве провара шва стык обеспечивает состояние, близкое к равнопрочности сварного шва и детали при статическом нагружении.
Стыковое соединение во многих случаях является наиболее простым и надежным. Его следует применять везде, где допускает конструкция изделия. В зависимости от толщины соединяемых деталей соединение выполняют с обработкой или без обработки кромок, с подваркой и без подварки с другой стороны (рис. 18).
Рис.18
Проверочный расчетпрочности стыкового шва.
Условие прочности на растяжение:
где — расчетноеи допускаемое напряжения на растяжение для шва (табл. 3);
F — нагрузка, действующая на шов; δ — толщина детали (толщину шва принимают равной толщине детали); lш — длина шва.
Условие прочности на изгиб:
Проектировочный расчет.Целью этого расчета является определение длины шва.
Исходя из основного условия прочности (2), длину стыкового шва при действии растягивающей силы определяют по формуле
Расчет сварных соединений внахлестку
Сварные соединения внахлестку выполняют угловым (валиковым) швом (рис.19). Угловые швы соединения внахлестку могут воспринимать произвольно направленные силы и моменты.
При использовании угловых швов расчет ведут при следующих предположениях (допущениях):
1.Свариваемые детали — абсолютно жесткие: деформируются под нагрузкой только швы.
2. Под действием крутящих моментов происходит поворот соединенных деталей относительно центра тяжести сварного стыка в пределах упругих деформаций шва.
3. В опасном сечении шва возникает сложное напряженное состояние. Однако расчет угловых швов при любом способе напряжений ведут по касательным напряжениям. Нормальные напряжения не учитывают.
4. Считают касательные напряжения равномерно распределенными по высоте опасного сечения hоп = 0,7k.
В зависимости от расположения различают швы лобовые, фланговые и косые.
Лобовой шов расположен перпендикулярно, а фланговый – параллельно линии действия нагружающей силы. Обычно применяют комбинированное соединение фланговыми и лобовыми швами. Рассмотрим вначале соединения только фланговыми и только лобовыми швами, а затем кобинированное соединение.
Фланговые швы (рис. 19.1). Основными напряжениями флангового шва являются касательные напряжения m в сечении m – m.
Рис.10.12.
Расчет таких швов приближенно выполняют по среднему напряжению, а условия прочности записывают в виде
Если соединение нагружено моментом (рис. 19.4), то напряжения от момента распределяются по длине шва неравномерно, а их векторы направлены различно (рис. 19.4,
а) (напряжения пропорциональны плечам е и перпендикулярны им). Неравномерность распределения напряжений тем больше, чем больше l/b. В общем случае максимальные напряжения можно определить по формуле
где Wρ – полярный момент сопротивления опасного сечения швов в плоскости разрушения.
Для сравнительно коротких швов (l<b), распространенных на практике, применяют приближенный расчет по формуле
При выводе этой формулы условно полагают, что напряжения направлены вдоль швов и распределены по длине швов равномерно (рис. 19.4, б).
Рис.10.13.
Лобовые швы (рис.19.5). Напряженное состояние лобового шва неоднородно. Наблюдается значительная концентрация напряжений, связанная с резким изменением сечения деталей в месте сварки и эксцентричным приложением нагрузки. Основными являются касательные напряжения τ в плоскости стыка деталей и нормальные напряжения σ в перпендикулярной плоскости.
По методу, принятому в инженерной практике, лобовые швы рассчитывают только по τ. За расчетное сечение, так же как и во фланговых швах, принимают сечения по биссектрисе m – m. Разрушение швов именно по этому сечению подтверждает практика. При этом
Все угловые швы рассчитывают только по τ в сечении m – m. Это практически удобно и упрощает расчеты.
Рис.10.14.
На рис. 19.7 изображен случай, когда соединение лобовым швом нагружено моментом. При этом напряжения σma по торцу полосы распределяются подобно тому, как распределяются нормальные напряжения в поперечном сечении балки при изгибе. Переходя к ранее рассмотренному условному расчету лобовых швов по касательным напряжениям, получаем:
Рис.10.15.
Вопросы для самопроверки
- Что понимают под неразъемным соединением?
- Что понимается под сварным соединением и сварным швом?
- Каковы основные виды сварных соединений?
- Чем отличается сварка встык от сварки внахлест?
- Как рассчитываются сварные соединения на прочность?
- Оцените сварное соединение по сравнению с заклепочным?
- Сравните соединение встык и внахлестку, отметьте их достоинства и недостатки?
- Какие факторы влияют на прочность сварных соединений?
- Какие преимущества имеют сварные соединения? Область применения сварных соединений?
- Как образуется сварной шов? Типы сварных швов?
- Какие факторы учитывают при выборе допускаемых напряжений для расчетов на прочность сварных соединений?
- Дайте краткое описание сварных соединений: стыковых, нахлесточных, тавровых, угловых.
Заклёпочные соединения
Заклепочные соединения состоят из двух или нескольких листов или деталей, соединяемых (склепываемых) в неразъемную конструкцию с помощью заклепок (рис. 1).
Заклепкойназывают круглый стержень, имеющий сформированную закладную головку 1 на одном конце и формируемую в процессе клепки замыкающую головку 2 на другом его конце. При этом детали сильно сжимаются, образуя прочное, неподвижное неразъёмное соединение.
Заклепочным швомназывают соединение, осуществляемое группой заклепок (рис. 3).
Рис. 10.16. Заклепочные соединения
Рис. 10.17. Формирование заклепочного шва
Рис. 10.18. Однорядное заклепочное соединение
Отверстия под заклепки в деталях продавливают или сверлят.
Каждая заклепка имеет свою зону действия D, на которую распространяется деформация сжатия в стыке деталей. Если зоны действия соседних заклепок пересекаются, то соединение будет плотным. Вследствие пластических деформаций в процессе клепки стержни заклепок заполняют отверстия и заклепки стягивают соединяемые детали. В результате относительному сдвигу склепанных деталей оказывают сопротивление как стержни заклепок, так и силы трения, возникающие на
Достоинства и недостатки заклепочных соединений по сравнению с другими видами неразъемных соединений
Достоинства:
- высокая надежность соединения;
- удобство контроля качества клепки;
- повышенная сопротивляемость ударным и вибрационным нагрузкам;
- возможность соединения деталей из трудносвариваемых металлов, например из алюминия;
- не дают температурных деформаций