1.6) Виды соединений применяемых в конструкциях из алюминиевых сплавов. Болтовые и заклепочные соединения.

Сварные –могут использоваться все известные виды сварки(газовая,электродуговая, электроконтактная и др). Наиболее широко-аргонодуговая и контактная. Качественная сварка возможно при условии чистоты свариваемых поверхностей(очищены от грязи, жира, от оксидной пленки перед самой сваркой). Следует обеспечить защиту металла от ксилорода,из-за того что под действием высоких температур окисление происходит наиболее интенсивно. Наиболее распространенный способ- электродуговой сварки в среде защитного газа аргона. Аргонодуговая может осущ-ся с помощью неплавящегося электрода или плавящимся голым электродом. Автоматическая аргонодуговая сварка может выполнятся на скоростях в 1.5 раза превышающих скорость автоматической сварки по слою флюса. При сварке элементов малой толщины внахлестку применяют контактную электросварку.

Роликовая сварка в заводских условиях обеспечивает

получение прочных и водонепроницаемых соединений. Тепловое воздействие при сварке приводит к изменению механических свойств ал-я в около шовной зоне(происходит разупрочнение). В конструкциях из термически упроченных сплавов величина разупрочнения находится в зависимости от легирующих компонентов и состояния сплавов. Расчет соединений стыковыми швами производится по формулам расчета для целого сечения. Расчетное сопротивление стыковых швов, работающих на растяжение, качество которых на контролируется физическими методами, принимается пониженным на 20 %. Стыковые соединения, работающие одновременно на изгиб и срез, следует проверять по формуле . В соединения угловыми швами расчет производится только по одному сечению –по металлу шва. При расчете соединений в нахлестку(точечной сваркой), несущая способность точек в зависимости от толщин соединяемых элементов измеряется от 1,95-3,35кН. Расчетные соединения на срез сварных соединений внахлестку, выполненных контактной роликовой сваркой для технического алюминия и АМгМ-в мягком состоянии принимается , а для полунагортованных определяется в зависимости от толщин свариваемых элементов. В стыковых швах при толщине меньше 10мм требуется разделка кромок, аналогично при соединении впритык. При разных толщинах соединяемых элементов требуется плавный переход, иначе швы рассчитываются как угловые. При расчете сварных соединений требуется учитывать зону термовлияния.

*********************************

7. Особенности расчета конструкций из ал сплавов.Нормы проектирования.

Расчет элементов из ал сплавов производится по тем же формулам,что и стальных.

1)центрально-растянутые элементы-использование ал сплавов взамен стали позволяет снизить их массу. Центр-растянутые стержни рассчит на прочность (по упругой стадии работы)

2)центрально-сжатые - короткие стержни рассч также как и растянутые(по упругой стадии работы . Длнные( ,рассчит на устойчивость , .Из-за низких значений коэф использование ал стержней(большой и средней гибкости) в сжатых стержнях не целесообразно.При гибкостях 100-120 расход алюм сплавов и стали примерно одинаков. При использовании сплавов высокой прочности в сжатых стержнях малоэффективно даже при малых гибкостях. Для уменьшения гибкости нужно развивать сечение(его габариты)

3)элементы работающие на поперечный изгиб(балка)-рассчит по упругой стадии(учет пластических деформаций не допускается). . Общая устойчивость балок обеспечивается конструктивными мероприятиями и проверяется по формуле . В балках использование ал сплавов малоэффективно. Для обеспечения устойчивости сжатого пояса требуется в 3,5 раза чаще ставить связи.

При расчете изгибаемых элементов на деформативность наибольший относительный прогиб от нагрузок не должен превышать предельного, кстановленого нормами ,А-параметр зависит от расчетной схемы балки,размеров пролета и нагрузок. Для балок из ал сплавов они установлены как и для стальных(это значит что балка из ал сплава должна иметь момент инерции в 3 раза больше-отсюда необходимо увеличить высоту ал балки-следовательно расход материала увеличивается,для уменьшения расхода при соответствующем обосновании нормами допускают увеличение предельного прогиба)

4)внецентренно растянутые и внецентренно сжатые элементы. Прочность ал стержней,работающих на одновременное действие осевой силы и изгибающего момента проверяется по упругой стадии работы материала . Для сжато изогнутых стержней из ал сплавов часто решающим является расчет на устойчивость в плоскости действия момента . Коэфф для сплошностенчатых стержней определяется в функции условной гибкости и приведенного эксцентриситета . Во внецентренно-сжатых стержнях при больших гибкостях эффективность применения ал сплавов возрастает с увеличением стенок и полок стержней

Обеспечение местной устойчивости стенок и полок стержней. При рассмотрении устойчивости стенок профилей в пределах упругой работы материала выражение критического напряжения потери устойчивости прямоугольной пластины будет , -коэф Пуассона=0.3, с-коэф зависит от отношений большей пластины к меньшей, способа закрепления граней и характера распределния напряжений по ним. Приравнивая выражение критического напряжения к нормативному пределу текучести материала, можно определить предельное значение отношения ширины пластины к ее

толщине. При действии нормальных напряжений ,при действии касательных . При проектировании отношение определяемое из условия обеспечения местной устойчивости при всех видах напряженного состояния следует принимать в раз меньшим, чем в конструкциях из стали(увеличение кол-ва ребер жесткости= увеличение расхода материала ал сплавов и усложняется конструкция(трудоемкость)) .Проверка устойчивости стенки балки должна производится с учетом всех компонентов ее напряженного состояния.

В стержнях работающих на осевое сжатие наибольшее отношение высоты стенки к ее толщине зависит от прочностных характеристик, условий гибкости, от типа (формы) сечения(определяет степень закрепления стенки в поясах) Для стенок внецентренно сжатых стержней наибольшее отношение высоты стенки к ее толщине зависит от значения ,характеризующее распределение напряжений по высоте стенки. В случаях когда отношение превышает предельное( местнаяч устойчивость не обеспечена) обеспечить устойчивость можно увеличивая толщину стенки(неэкономично) или постановкой продольного ребра.

Местная устойчивость как для сжатых полок в изгибаемых, центрально и внецентренно сжатых и сжато изогнутых стержнях определяется предельным отношением веса полки к ее толщине. В конструкциях их ал сплавов это отношение меньше чем у стальных( увеличение отношения может быть бдостигнуто при использовании прессованных профилей с полками, имеющими утолщение граней(бульбы). Наибольший эффект при усилении полок стержней большой гибкости.