3.6. Проектування зварних з'єднань деталей різного профілю

Визначимо напруження в перерізі зварних швів, що прикріплюють балку різного поперечного перерізу до жорсткої опори (рис. 3.48).

З'єднання сконструйоване з кутовими швами, що обварюють периметр. Таке з'єднання зручне при повороті конструкції і при виконанні швів у нижньому і вертикальному положеннях. Кутові шви розраховуються за дотичними напруженнями.

Дотичні напруження у швах:

Момент опору перерізу швів:

де розрахунковий момент інерції перерізу периметра швів. Він визначається множенням моменту інерції перерізу швів на коефіцієнт з урахуванням можливого руйнування швів по найменшому перерізу: Для прямокутного перерізу:

Якщо елемент працює в умовах складного опору - згинальному моменту і поздовжній силі то сумарні напруження в з'єднанні:

розрахункова площа периметра швів, обчислена з урахуванням можливого руйнування по найменшому перерізу.

Якщо елементи навантаженні поперечними силами, то в них виникають згинальні моменти і поперечні сили Напруження в зварних швах від визначають як:

На рівні точки з координатами варто перевірити результуючі напруження від Результуючі напруження:

Якщо одночасно мають місце то в небезпечній точці сумарні напруження будуть:

Приклад проектування зварного з'єднання балки з опорою

Завдання. Спроектувати зварне з'єднання консольної балки двотаврового профілю, яка прикріплена зварюванням по периметру кутовими швами з катетом до опори (рис. 3.49). Поздовжня сила поперечна сила Матеріал - сталь СтЗ.

Розрахунковий момент інерції кутових швів з урахуванням руйнування по небезпечній площині Ордината Площа всього периметра кутових швів складає:

Розрахункова площа швів з урахуванням руйнування по небезпечній площині

Розрахункова площа вертикальних швів з урахуванням руйнування по небезпечній площині:

Напруження від вигину на крайній кромці вертикального листа:

Напруження від поздовжньої сили в кутових швах з'єднання:

Сумарні напруження від вигину і поздовжньої сили в зоні складає

Середнє дотичне напруження у вертикальних швах з'єднання:

Результуючі напруження в зоні

Максимальні напруження в зоні від вигину, де

Сумарні напруження від вигину і поздовжньої сили в зоні, де що менше граничного напруження, прийнятого для сталі СтЗ рівним

Таким чином, вирішальним для визначення міцності консольної балки є перевірка на згинальний момент разом з поздовжньою силою без обліку поперечної сили у волокнах швів, найбільш віддалених від центра ваги перерізу.

3.7. Розрахункова графічна робота з розділу

Виконання розрахунково-графічної роботи з дисципліни «Зварні контрукції» - один із видів самостійної роботи студентів. Метою розрахунково-графічної роботи є самостійне опрацювання студентами існуючих методик розрахунків на міцність зварних з'єднань.

1. Методичні вказівки до розв'язування задач

При розв'язуванні задач рекомендується така послідовність:

• вибір способу зварювання;

• визначення виду напружено-деформованого стану;

• складання розрахункової схеми;

• визначення (у загальному виді) напружень;

• складання умови міцності;

• визначення потрібних величин;

• креслення зварного з'єднання.