3. Контроль качества сварных соединений, обозначение сварных соединений на чертеже

Расположение, величина и требования к сварным швам обычно указаны в чертежах стальных конструкций на основании расчета. При расчете на прочность учитываются расчетные характеристики основного металла и сварного соединения. К ним в первую очередь относятся расчетные сопротивления, выраженные в МПа. СНиП П-23-81* «Стальные конструкции» установил:

1. При осуществлении контроля качества сварных швов физическими методами (просвечиванием, ультразвуком и др.) расчетные сопротивления стыковых соединений при сжатии, растяжении, изгибе равны расчетным сопротивлениям основного металла.

2. При отсутствии контроля физическими методами они составляют только 85 % величины сопротивления основного металла.

3. Расчетные сопротивления срезу угловых швов равны 45 % временного сопротивления основного металла.

Как видно из приведенных сравнений сварных соединений с основным металлом, специальный расчет стыковых соединений может не производиться при выполнении условия, указанного в п. 1. В остальных случаях расчет стыковых соединений на растяжение или сжатие производят по формуле

N / F < Rm

где N — продольная сила, Н; F — площадь сечения шва, м²; R — расчетное сопротивление шва, равное 0,85 расчетного сопротивления основного металла, МПа; m — коэффициент условия работы сварного соединения, принимаемый 0,8—0,95 в зависимости от вида свариваемого элемента.

Соединение с угловыми швами (нахлесточные, тавровые) рассчитывают на срез по формуле

N / (0,7 l k) < R_с^св

где N — усилие, Н; l — длина шва, м; k — катет шва, м; R_с^св — расчетное сопротивление срезу, равное 0,45 временного сопротивления основного металла.

Билет 17

1. Виды повреждений и критерии работоспособности резьбовых соединений.

Резьбовое соединение — разъёмное соединение деталей машин при помощи винтовой или спиральной поверхности (резьбы). Это соединение наиболее распространено из-за его многочисленных достоинств. В простейшем случае для соединения необходимо закрутить две детали, имеющие резьбы с подходящими друг к другу параметрами. Для рассоединения (разьёма) необходимо произвести действия в обратном порядке.

В резьбовых соединениях используется метрическая и дюймовая резьба различных профилей в зависимости от технологических задач соединения.

Достоинства: технологичность; взаимозаменяемость; универсальность; надёжность; массовость.

Недостатки: раскручивание (самоотвинчивание) при переменных нагрузках и без применения специальных устройств (средств). отверстия под крепёжные детали как резьбовые так и гладкие вызывают концентрацию напряжений. для уплотнения (герметизации) соединения необходимо использовать дополнительные технические решения.

57. Виды разрушений резьбовых соединений.

В связи с особенностями деформирования и разрушения резьбовых соединений, работающих в широком диапазоне температур, важное значение может иметь температурный фактор, способствующий возникновению дополнительных деформаций ползучести, снижению усилий предварительного затяга и накоплению длительных статических и циклических повреждений. Оценка сопротивления малоцикловому разрушению резьбовых соединений при высоких температурах может быть осуществлена по критериям длительной циклической прочности. Понижение температур эксплуатации приводит к возможности возникновения хрупких разрушений резьбовых соединений на ранних стадиях развития трещин малоциклового нагружения. Это требует изучения трещиностойкости конструкционных материалов (предназначенных для изготовления резьбовых соединений) с применением соответствующих критериев линейной и нелинейной механики разрушения.

Основной причиной разрушения резьбовых деталей является невозможность получения достоверных сведений о величине усилий, действующих на эти детали во время монтажа и эксплуатации, так как отсутствуют методы экспериментального определения этих усилий. Зачастую у резьбовой детали свободным является только один торец, поверхность которого считается не подверженной деформации, что не позволяет применить ни один из известных физических методов определения напряжений (электротензометрию, рентгеновскую тензометрию, методы магнитоупругости, фотоупругих покрытий и т.д.). При исследованиях на моделях и в редких случаях на практике используют специально изготовленные тензометрические болты.

При нормальной эксплуатации в условиях статического нагружения резьбовые детали разрушаются редко. Статистический анализ случаев разрушения резьбовых деталей при значительных перегрузках показывает, что 90% всех поломок носят усталостный характер. Это объясняется прежде всего тем, что при переменных напряжениях прочность резьбовых деталей снижается из-за наличия резьбы и переходных сечений (сбег резьбы, сопряжение стержня болта с головкой), которые являются концентраторами напряжений. Иногда разрушения болтов являются следствием того, что при проектировании не учитывались дополнительные нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации, а также из-за недостаточно тщательного контроля сборки узла, неточностей изготовления и т. п.

 Разрушения резьбовых деталей могут привести к различным последствиям, иногда это выражается в нарушении нормальной эксплуатации изделия и приводит к ее простою. В этом случае для устранения неисправности достаточно замены разрушенной детали. В ряде же случаев последствия оказываются тяжелыми: разрушение одной резьбовой детали может вызвать серьезную аварию изделия. Надежность резьбовых соединений обеспечивается выбором достаточного числа болтов (шпилек) и конструктивных форм соединения, технологическими и эксплуатационными мерами, а также соблюдением правил монтажа при сборке.