Критерии работоспособности и расчет сварных соединений.
Основной критерий – прочность.
3.1 Расчет стыковых сварных соединений.
Разрушение сварного соединения может происходить по шву, по месту сплавления металла со швом в зоне термического влияния в материале детали.
з она термического влияния
При качественном выполнении шва разрушение детали происходит в зоне термического влияния, поэтому соединение рассчитывается на прочность по номинальному сечению деталей.
М
b
M
F
S F
M
F
-
условие прочности для металлов в зоне
термического влияния, где [/p]
– допускаемые напряжения в металле в
зоне термического влияния.
[/p] = (0.91) [p] , где [p]- допускаемые напряжения в основном металле, 0.9 – для ручной сварки, 1- для автоматической сварки.
3.2Расчет сварных соединений в нахлестку. Расчет угловых сварных соединений.
F
S
k
S k F
k
- некоторый коэффициент.
Основной геометрической характеристикой является катет шва (k). Разрушение шва происходит по сечению, проходящему через биссектрису прямого угла.
Разрушение углового шва происходит под действием касательных напряжений в опасном сечении.
k
Допускаемые касательные напряжения.
Допускаемые касательные напряжения на срез в металле:
а) Расчет фланговых швов при различных случаях нагружения.
1.Приложена внешняя нагрузка.
l
k
F F
2 .Приложен изгибающий момент.
l
F
k
M
M
b
F
Т.к. обычно l/b<1 (фланговые швы короткие), то для простоты полагают, что касательные напряжения распределены параллельно оси детали. Поэтому момент раскладывают на пару сил F=M/b.
3. Нагрузка комбинированная: сила+момент.
F F
M M
Наиболее опасным является верхний шов, для которого
б) Расчет лобовых швов.
1.Прд действием внешней силы.
k
F
F
F b
k
Под действием изгибающего момента.
М
М
М b
k
Под действием комбинированной нагрузки.
F
М М
F М b F
R
k
R - в случае, если приложена поперечная нагрузка.
в) Расчет комбинированного нахлесточного соединения.
1.Под действием внешней нагрузки. (рис.см.ниже)
Полагают, что фланговый и лобовой швы работают независимо.
Т.к. лобовой и фланговый швы имеют общие точки, то фл=л=F, откуда
l
фл
F л b F
2.Под действием изгибающего момента.
l
F фл
М Мфл b М
F
Полагаем, как и в предыдущем случае, что швы работают независимо. Тогда имеем:
3.Под действием комбинированной нагрузки.
l
F фл
М Мфл b М
F
F
F
F R
F
3.3Расчет тавровых соединений.
b F
M
Вариант 1 – угловой шов
Вариант 2- стыковой шов
Вариант 2:
В
ариант
1:
Коэффициент ½ , т.к. 2 шва.
Если приварена к стене труба.
(рис.см.
ниже)
Т
D
k
T
T
