
- •Фгоу спо "Омский промышленно-экономический колледж"
- •Введение
- •Вопрос№1: Как оценивается прочность сварных соединений?
- •Вопрос№2: Как назначаются допускаемые напряжения в сварных швах в машиностроении?
- •Вопрос№3 : Что такое основное допускаемое напряжение? Каковы его производные при различных способах сварки?
- •Вопрос №10: Как определяются допускаемые напряжения при работе конструкций под переменными нагрузками?
- •Вопрос № 16: Каковы основные приемы, используемые для уменьшения деформации конструкций при сварке?
- •Вопрос №17: Какие виды искажений формы и размеров балок могут возникнуть в результате их сварки?
- •Вопрос №23: Какие формулы используются для подбора сечения сжатых и растянутых стержней сварных ферм?
- •Вопрос №24: Как проверяются на устойчивость сварные тонкостенные сосуды при создании в них вакуума?
- •Вопрос № 25: Какие требования предъявляются к оболочковым конструкциям при работе в условиях низких температур?
- •Рекомендуемая литература
Вопрос №10: Как определяются допускаемые напряжения при работе конструкций под переменными нагрузками?
Ответ: В нормативных документах предлагается использовать метод, при котором допускаемые напряжения или расчетные сопротивления основного металла и сварных соединений, работающих под переменными нагрузками, определяются в зависимости от допускаемых напряжений (или расчетных сопротивлений) при статических нагрузках, путем умножения последних на коэффициент γ≤l т.е.
допускаемое напряжение = [σ]Рγ-
При этом учитывается эффективный коэффициент концентрации напряжений КЭ, найденный опытным путем при r= — 1, характеристика цикла г и ряд других факторов. При расчете сварных соединений строительных конструкций коэффициент γ равен
γ
= 1/[(a
КЭ±b)−(
a
КЭ
b
)r]
≤ 1
При определении характеристики цикла r=σmin/σmax напряжения принимают σтах и σmin — соответственно наибольшее и наименьшее напряжения цикла по абсолютной величине, взятые со своими знаками: растяжение имеет знак плюс, сжатие − знак минус.
Коэффициенты а и b при подсчете γ принимаются в соответствии с данными табл. 1.
Коэффициенты КЭ принимаются различными для малоуглеродистых сталей, низколегированных сталей и цветных сплавов.(см. справочную литературу) Верхние знаки в знаменателе формулы берут, когда наибольшее по абсолютной величине напряжение является растягивающим, нижние знаки, когда наибольшее по абсолютной величине напряжение является сжимающим. Найденное напряжение сравнивается с расчетным напряжением.
Таблица 1 Значения а и б, устанавливаемые строительными нормалями
Материал |
Вид конструкции |
коэффициенты |
||
а |
б |
|||
Сталь углеродистая |
Подкрановые балки, фермы, балки рабочих площадок и элементы конструкций бункерных и загрузочных эстакад |
0,75 |
0,3 |
|
Сталь низколегированная |
0,8 |
0,3 |
Для углеродистой стали КЭ от 1,0 до 3,4; для низколегированной от 1,0 до 4,4 в зависимости от расчетного сечения.
Вопрос №11: Как рассчитать стыковое соединение, работающее на продольную силу?
Ответ:
Параметры стыкового шва:
I – расчетная длина шва
Iш = I при выводе концов шва на технологические планки
Iш = I- 10 мм , если шов не выведен на технологические планки
S – расчетная толщина шва
Расчетная площадь сечения шва
A = I ш S
Условие прочности шва
σ м = Р / Iш δ ≤ [σ] р
Допускаемое усиление шва
Рш = Iш δ ≤ [σ] р, при растяжении
Рш = Iш δ ≤ [σ] сж, при сжатии
[σ] р, - допускаемое напряжение растяжения сварного соединения
[σ] сж – допускаемое напряжение сжатия сварного соединения
Вопрос№12: Как рассчитываются лобовые, фланговые и косые швы?
Ответ:В зависимости от напряжения угловых швов по отношению к действующему усилию различают лобовые швы, фланговые, косые.
Лобовые швы направлены перпендикулярно усилию
Р= 2 [τ] β k l
Фланговые швы направлены параллельно усилию
Р= 2 [τ] β k l
Косые швы направлены к усилию под некоторым углом α
Р= [τ] β k l
Расчет прочности швов производится по опасной плоскости совпадающей с биссектрисой прямого угла α
β – коэффициент определяющий вид сварки
k - катет шва
l – длина шва
[τ] – допускаемое напряжение на срез для сварного соединения
Вопрос №13: Как определяются допускаемые усилия для комбинированного сварного соединения?
Распределение усилий в отдельных швах комбинированного соединения не одинаково. Расчет прочности производится согласно принципу независимости действия сил.
Р = Рл + Рфл
Р= [τ] (β k lл + 2 β k lфл
Если катеты всех швов одинаковы, то
Р= [τ] β k L
L – длина периметров швов
Вопрос №14: Как рассчитываются соединения при контактной точечной сварке, работающей на продольную силу?
Ответ: В соединениях контактной точечной сварки расчет прочности производится на срез.
Напряжение в односрезной точке
τ = 4 Р/π d2≤ [τ0]
напряжение двусрезной точке
τ = 2 Р/π d2≤ [τ0]
При работе сварной точке на отрыв
σ = 4Р/π d2≤ [σ0],
где [τ0] –допускаемое напряжение в точке при срезе;
Р – усилие, передаваемое на одну точку;
d – диаметр точки;
[σ0] – допускаемое напряжение в точке при отрыве.
Вопрос №15: Каковы причины, вызывающие концентрацию напряжений в сварных конструкциях?
Ответ: Концентрацию напряжений в сварных швах вызывают следующие причины:
Технологические дефекты шва, газовые пузыри, шлаковые включения, трещины, не провары. Возле этих дефектов при нагружении силовые линии искривляются, в результате чего образуется концентрация напряжений;
Нерациональное очертание швов;
Нерациональные конструкции сварных соединений;
Коэффициенты концентрации напряжений при указанных причинах незначительны, но при большом числе и размеров дефектов прочность сварных соединений стыковых швов концентрация напряжений может быть сведена до минимума.