- •3. Проектування зварних з'єднань при статичному навантаженні
- •4. Проектування зварних з'єднань при циклічному навантаженні
- •6. Проектування типових зварних конструкцій
- •1.1. Опір матеріалів руйнуванню
- •1.1.1. В результаті чого відбувається руйнування тіл?
- •1.1.2. Що розуміється лід терміном «міцність»?
- •1.2. Характеристика навантаження
- •1.2.1. Що таке зовнішні сили?
- •1.2.2. Що таке внутрішні сили?
- •1.2.3. До чого призводить дія внутрішніх сил?
- •1.3. Механічні напруження
- •1.4. Деформації
- •1.5. Напружено-деформований стан
- •1.6. Геометричні характеристики плоских перерізів
- •1.7. Граничний стан
- •1.7.2. Які основні процеси руйнування?
- •1.7.3. У чому полягає процес активного пластичного деформування?
- •1.7.4. Яким чином вивчаються деформаційні процеси, що мають місце в металі при статичному навантаженні?
- •1.7.5. Що отримують при випробуванні на статичне розтягування?
- •1.7.6. Які механічні характеристики матеріалу визначаються на діаграмі розтягування?
- •1.7.10. Що являє собою крихке руйнування?
- •1.7.11. В чому полягає випробування на ударну в'язкість?
- •1.7.12. Як визначається тріщиностійкість матеріалу?
- •1.7.13. Які процеси мають місце при руйнуванні в результаті втомленості матеріалу?
- •1.7.14. Як визначається показник граничного стану при руйнуванні внаслідок втомленості матеріалу?
- •1.9. Основні залежності для визначення напружень
- •1.9.1. На що може працювати брус?
- •1.9.2. Які внутрішні сили виникають при навантаженні бруса осьовою силою?
- •1.9.3. Як визначаються напруження при дії внутрішньої поздовжньої сили розтягування
- •1.9.5. Які внутрішні сили виникають при навантаженні бруса згинаючим моментом?
- •1.9.7. Які внутрішні сили виникають при навантаженні бруса крутячим моментом?
- •1.9.9. Які внутрішні сили виникають при одночасному навантаженні бруса осьовою силою та згинаючим моментом?
- •1.9.10. Які напруження виникають при одночасному
- •1.9.11. Які внутрішні сили виникають
- •1.9.12. Які напруження виникають
- •1.10. Тестові завдання
- •2.1. Матеріали для зварних конструкцій
- •2.1.1. Сталі для зварних конструкцій
- •2.1.2. Алюмінієві сплави
- •2.1.3. Титанові сплави
- •2.1.4. Пластичні маси
- •2.1.5. Композиційні матеріали
- •2.1.6. Вибір матеріалу для зварних конструкцій
- •2.2. Зварні з'єднання і шви 2.2.1. Типи зварних з'єднань
- •2.2.2. Зварні шви
- •2.2.3. Умовне зображення та позначення зварних швів і з'єднань
- •2.3. Неоднорідності зварних з'єднань
- •2.3.1. Механічна неоднорідність зварних з'єднань
- •2.3.2. Конструктивна неоднорідність
- •2.3.3. Неоднорідність залишкового напруженого стану
- •2.3.4. Технологічні дефекти
- •2.4. Заходи впливу на неоднорідності зварних з'єднань
- •2.4.1. Регулювання температурного стану
- •2.4.2. Управління металургійними процесами і процесами кристалізації у розплаві зварювальної ванни
- •2.4.3. Заходи впливу на фізичні процеси в металі у твердому стані
- •2.4.4. Зменшення інтенсивності напруженого стану
- •2.4.5. Дефекти техніки зварювання і конструктивна неоднорідність
- •2.5. Загальні вимоги до зварних з'єднань
- •2.6. Лабораторні роботи по розділу 2.6.1. Визначення механічних неоднорідностей у зварних
- •2.6.2. Оцінка напружень у моделях стикових зварних з'єднань методом фотопружності
- •Вимоги до звіту
- •Контрольні запитання
- •2.6.3. Оцінка напружень у моделях таврових зварних з'єднань
- •2.6.4. Оцінка напружень у моделях точкових зварних з'єднань методом фотопружності
- •3.1. Принципи розрахунку зварних з'єднань при статичному навантаженні
- •3.2. Робочі і з'єднувальні шви
- •3.3. Проектування зварних з'єднань зі стиковими швами
- •3.4. Проектування зварних з'єднань з кутовими швами
- •3.5. Проектування зварних з'єднань при контактному зварюванні
- •3.6. Проектування зварних з'єднань деталей різного профілю
- •3.7. Розрахункова графічна робота з розділу
- •1. Методичні вказівки до розв'язування задач
- •1.1. Вибір способу зварювання
- •1.2. Визначення виду напружено-деформованого стану
- •1.3. Складання розрахункових схем
- •1.4. Визначення напружень
- •1.5. Складання умови міцності зварних швів
- •1.7. Визначення потрібних величин
- •1.8. Креслення зварного з'єднання
- •Приклад розв'язування задач
- •3. Умови задач
- •3.4. Задача 4. Визначити необхідні розміри при приварюванні кутовим швом кронштейна 1 завтовшки з пластиною 2, враховуючи, що шов замкнений по діаметру (рис. 3.61).
- •Питання для самоконтролю до розділу 3
- •П роектування зварних з'єднань при циклічному навантаженні
- •4.1. Основні характеристики циклічного навантаження
- •4.2. Втома металів
- •4.3. Опір металів циклічному навантаженню
- •4.4. Опір малоцикловому руйнуванню
- •4.5. Опір багатоцикловому руйнуванню
- •4.6. Вплив деяких факторів на опір втомі зварних з'єднань
- •4.7. Розрахункова оцінка опору втомі
- •4.8. Заходи підвищення опору втомі зварних з'єднань
- •Питання для самоконтролю до розділу 4
- •5.1. Холодостійкість зварних з'єднань
- •5.2. Жароміцність зварних з'єднань
- •5.3. Корозійна стійкість і міцність зварних з'єднань
- •Питання для самоконтролю до розділу 5
- •6.1. Загальні принципи проектування
- •6.2. Класифікація зварних конструкцій
- •6.3. Проектування зварних балок
- •6.3.1. Приклад проектування зварної балки
- •6.3.2. Завдання на самостійну роботу
- •6.4. Проектування зварних колон
- •6.4.1. Проектування центральностиснутого стояка колон
- •6.4.2. Проектування ексцентрично стиснутого стояка колон
- •6.4.4. Бази колон
- •6.4.5. Приклади проектування зварних колон
- •Розв'язання:
- •4. Перевірка міцності і стійкості стояка:
- •3.7. Визначаємо гнучкість і, використовуючи таблицю 6.1
- •6.5.2. Проектування зварної ферми
- •6.5.3. Приклад проектування зварної ферми
- •Завдання на самостійну роботу
- •6.6.3. Днища і кришки оболонкових конструкцій
- •6.6.4. Вузли сполучення елементів оболонок
- •6.6.5. Резервуари для рідини
- •6.6.6. Газгольдери і сферичні резервуари
- •6.6.7. Труби і трубопроводи
- •6.6.8. Завдання для самостійної роботи
1.9.9. Які внутрішні сили виникають при одночасному навантаженні бруса осьовою силою та згинаючим моментом?
Від
осьової
сили
виникає:
внутрішня
поздовжня
сила
N,
а
від
дії
згинаючого
моменту
- внутрішні
поперечна
сила
та
момент
М
(рис.
1.13).
Рис. 1.13. Навантаження бруса осьовою силою і моментом
1.9.10. Які напруження виникають при одночасному
навантаженні бруса осьовою силою та згинаючим моментом?
Згідно
принципу
незалежності
дії
сил
в
перерізі
бруса
будуть
виникати
відповідні
напруження:
від сили
N- нормальні
напруження
від поперечної
сили Q
- дотичні
напруження
від
момен-
ту
М-
нормальні
напруження
•
у.
Беручи
до
уваги,
що
для
не-
безпечної
точки
перерізу
напруження
то розрахункові напруження будуть визначатися формулою:
1.9.11. Які внутрішні сили виникають
при одночасному навантаженні бруса згинаючим та крутячим моментами?
При такому навантаженні в перерізі бруса діють внутрішні моменти, відповідно згинаючий М та крутячий Мк і поперечна сила Q.
1.9.12. Які напруження виникають
при одночасному навантаженні бруса згинаючим та крутячим моментами?
В
небезпечній
точці
перерізу
діють
нормальні
напруження
від
згинаючого
моменту М
та дотичні
напруження
від дії
крутячого
моменту
М., а
напруження
від сили
Q дорівнюють
нулю (рис
1.12, 1.13). Поскільки
максимальне
значення
цих
напружень
має
місце
в
одній
точці,
то
а
Згідно
відповідної
теорії
міцності
розрахункові
напруження будуть:
1.10. Тестові завдання
1.10.1. Що в механіці твердого деформованого тіла розуміється під терміном «руйнування»?
а) втрата працездатності;
б) досягнення граничного стану;
в) втрата експлуатаційних якостей.
1.10.2. Що в механіці твердого деформованого тіла розуміється під терміном «міцність»?
а) збереження цілісності тіла;
б) здатність тіла чинити опір навантаженню;
в) збереження працездатності.
1.10.3. Напруження і деформації в тілі виникають в результаті дії яких сил?
а) внутрішніх;
б) зовнішніх;
в) зовнішніх та внутрішніх.
1.10.4. Що таке напруження (механічні)? Це:
а) відношення внутрішньої сили до одиниці площі;
б) відношення зовнішньої сили до одиниці площі;
в) відношення внутрішньої сили до одиниці об'єма.
1.10.5. Сукупністю якої кількості компонентів напружень визначається напружений стан в точці тіла?
а) трьома; б) шістьма; в) дев'ятьма.
1.10.6. Який тензор напружень відповідає лінійному (плоскому, об'ємному) напруженому стану?
1.10.7. Що в механіці твердого деформованого тіла розуміється під терміном «деформація»?
а) зміна форми тіла зі зміною маси;
б) зміна розмірів тіла без зміни маси;
в) зміна форми і розмірів тіла без зміни його маси.
1.10.8. Що в механіці твердого деформованого тіла розуміється під терміном «переміщення»?
а) зміна координат тіла в просторі;
б) зміна положення координат точки тіла при його деформації;
в) зміна взаємного положення двох тіл в просторі.
1.10.10. Які види деформації розглядають в наслідок переміщення?
а) лінійну; б) кутову; в) лінійну і кутову.
1.10.11. Яким чином лінійна деформація відносно осі л- визначається через переміщення?
Яким чином кутова деформація, наприклад, визначається через переміщення?
1.10.13Якою сукупністю деформацій лінійних елементів визначається деформований стан тіла?
а) трьома лінійними;
б) трьома кутовими;
в) трьома лінійними та шістьма кутовими.
1.10.14. В якому випадку має місце лінійний (плоский, об'ємний) деформований стан тіла?
1.10.15. Що таке напружено-деформований стан тіла?
а) сукупність зовнішніх сил;
б) сукупність напружень і деформацій в локальному об'ємі тіла;
в) сукупність внутрішніх сил.
1.10.16. За допомогою яких характеристик матеріалу закон Гука визначає залежність між деформаціями і напруженнями?
а) фізичних;
б) пружних;
в) механічних.
1.10.17. Який вираз називається статичним моментом (моментом інерції, моментом опору) площі перерізу?
1.10.18. Що відбувається, коли метал досягає граничного стану?
а) зміна форми тіла;
б) руйнування тіла;
в) зміна лінійних розмірів тіла.
1.10.19. При якому навантаженні має місце процес руйнування в наслідок активного пластичного деформування макрооб'єму?
а) динамічному (змінному); б) статичному; в) ударному.
1.10.20. Яким шляхом визначаються деформаційні процеси в металі при статичному навантажені?
а) шляхом випробування на статичний розтяг;
б) шляхом випробування на згин;
в) шляхом випробування на кручення.
1.10.21. Які властивості металу отримають при випробуванні на статичне розтягування?
а) фізичні; б) хімічні; в) механічні.
1.10.22. Яким показником механічних властивостей металу визначається початок активного пластичного деформування?
а) межею пропорційності; б) межею текучості; в) межею міцності.
1.10.23. Який показник механічних властивостей металу приймається в якості критерію досягнення металом граничного стану при статичному навантаженні?
а) межа текучості;
б) відносне подовження;
в) відносне звуження.
1.10.24. За рахунок чого має місце процес крихкого руйнування?
а) за рахунок енергії пластичної деформації;
б) за рахунок енергії пружної деформації;
в) за рахунок енергії пружної та пластичної деформації.
1.10.25. За допомогою якого випробування визначаються енергетичні витрати на крихке руйнування металу?
а) випробування на статичне розтягування;
б) випробування на витривалість;
в) випробування на ударну в'язкість.
1.10.26. Що характеризує значення ударної в язкості металу?
а) роботу, витрачену на зародження і розповсюдження крихкої трі щини в металі;
б) енергетичні витрати на крихке руйнування з урахуванням напру- жено-деформованого стану (тріщиностійкість);
в) межу міцності при ударному навантаженні.
1.10.27. Для чого використовується значення ударної в'язкості?
а) як показник для розрахунків на крихку міцність;
б) як порівняльна характеристика здатності металу до крихкого руй нування;
в) як показник опору металу ударному навантаженню.
1.10.28. Яким показником оцінюється тріщиностійкість?
а) значенням ударної в'язкості;
б) критичним значенням коефіцієнта інтенсивності напруженьK
в) значенням межі міцності металу.
1.10.29. Який показник приймається як критерій досягнення металом граничного стану при крихкому руйнуванні?
а) критичне значення коефіцієнта інтенсивності напруженьK
б) значення ударної в'язкості;
в) значення межі міцності металу.
1.10.30. При якому навантаженні має місце втомленість металу?
а) статичному;
б) циклічному;
в) ударному.
1.10.31. Якими процесами супроводжується руйнування металу в наслідок втомленості?
а) вичерпанням пластичних можливостей металу в локальному об'ємі;
б) процесами відриву;
в) вичерпанням пружних можливостей металу
1.10.32. Яким чином визначається опір металу циклічному навантаженню (втомленості)?
• а) випробуванням на розтягування;
б) випробуванням на ударну в'язкість;
в) випробуванням на втомленість (витривалість).
1.10.33. Що таке межа витривалості?
а) значення мінімальних напружень, при яких відсутнє руйну вання при базовій кількості циклів навантаження;
б) значення максимальних напружень, при яких відсутнє руйнуван ня при базовій кількості циклів навантаження;
в) значення максимального напруження, при якому має місце руйнування при базовій кількості циклів навантаження.
1.10.34. Який показник приймається як критерій досягнення металом граничного стану при циклічному навантаженні?
а) межа міцності;
б) межа текучості;, ,.
в) межа витривалості.
1.10.35. В чому полягає процес повзучості?
а) це процес безперервної пластичної деформації;
б) це процес пружної деформації;
в) це процес пружної і пластичної деформації.
1.10.36. В яких умовах навантаження реалізується процес повзучості?
1.10.37. В наслідок чого має місце руйнування в умовах повзучості?
а) вичерпання пружних можливостей металу;
б) вичерпання пластичних можливостей металу;
в) відриву.
1.10.38. Що береться критерієм граничного стану при руйнуванні в наслідок повзучості?
а) межа міцності;
б) межа текучості;
в) межа повзучості.
1.10.39. Що приймається в якості межі повзучості?
а) мінімальні напруження, при котрих швидкість повзучості за визна чений відрізок часу при даній температурі не перебільшує зада ної величини;
б) максимальні напруження, при котрих швидкість повзучості за виз начений відрізок часу при даній температурі не перебільшує за даної величини;
в) напруження, при котрих має місце руйнування в наслідок повзу чості.
1.10.40. Що таке умова міцності? Це:
1.10.41. Які напруження виникають при дії на брус внутрішньої осьової сили?
а) дотичні; б) нормальні; в) нормальні і дотичні.
1.10.42. Які напруження виникають при дії на брус внутрішньої поперечної сили?
а) дотичні; б) нормальні; в) нормальні і дотичні.
1.10.43. Які напруження виникають при дії на брус внутрішнього згинаючого моменту?
а) дотичні; б) нормальні; в) нормальні і дотичні.
1.10.44. Які напруження виникають при дії на брус внутрішнього крутячого моменту?
а) дотичні; б) нормальні; в) нормальні і дотичні.
ЗВАРНІ З'ЄДНАННЯ
Наявність зварних з'єднань елементів виробу є ознакою того, що цей виріб належить до класу зварних конструкцій. Процесу отримання зварного з'єднання притаманні деякі особливості, пов'язані як з тепловим впливом зварювання на матеріал, що з'єднується, так і з геометричною формою зварного з'єднання, що призводять до характерних наслідків -утворення різного виду неоднорідностей, що впливають на міцність. На рис. 2.1 подана структура утворення неоднорідності зварних з'єднань.
|
Термо-деформаційні і металургійні процеси; процеси кристалізації |
|
Геометрична форма з'єднання |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Вплив на властивості матеріалу - механічна неоднорідність |
|
|
|
||||||
|
|
|
>' |
|
||||||
|
Утворення концентрації напружень - конструктивна неоднорідність |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Формування залишкових напружень - неоднорідність інтенсивності залишкових напружень |
|
—*■ |
Вплив на МІЦНІСТЬ |
<- |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
-> |
Дефекти зварювання -конструктивна неоднорідність |
|
|
|||||||
Рис. 2.1. Структура утворення неоднорідності зварних з'єднань
