3. Расчет и конструирование сварных соединений, выполненных дуговой и контактной сваркой

Таблица 3.1.1.

Рисунок 3.1.1.

Рисунок 3.1.2.

Рисунок 3.1.3.

Рисунок 3.1.4.

Рисунок 3.1.5.

3.1.2.

93.

сп

Таблица 2

Материал	σв МПа	σт МПа	δб %	ан, МДж/м2
				20о С	-20о С
ВСт3 Гпс	380..500	240	26	–	0,3

2. Выбор способа сварки и метода контроля качества сварных швов.

Учитывая наибольшую протяжённость швов, а также отсутствие в задании специальных эксплуатационных требований, выбираем способ сварки – ручная электродуговая ГОСТ 5264-80; контроль швов – внешним осмотром и измерениями.

3. Определение допускаемых напряжений.

3.1 Допускаемые напряжения растяжения для основного материала:

где σ_т – предел текучести материала (см. табл. 2)

k = 1,3…1,5 – коэффициент запаса прочности.

Принимаем [σ]_р = 170 МПа

3.2 Допускаемые напряжения растяжения для материала сварных швов (см. приложение)

[σ]`= (0,9…0,95)*[σ]_р = (0,9…0,95)*170 = (153…161,5) МПа

Принимаем [σ]`=160 МПа

3.3 Допускаемые напряжения среза для материала сварных швов:

[τ]`= (0,5…0,6)*[σ]` = (0,5…0,6)*160 = (80…96) МПа

Принимаем [τ]`= 90 МПа

4. Проектный расчёт.

4.1 Выбор профиля равнополочного уголка.

Условие прочности:

где А – площадь поперечного сечения стойки.

Требуемая площадь поперечного сечения из условия прочности:

Площадь поперечного сечения угольника:

Внимание: если в расчётной схеме задания показан один угольник, то делить А_тр пополам нельзя!

Из таблицы ГОСТ 8509-86 выбираем профили:

№11 1101108 А_L=17,2 см²=1720 мм² z₀=30 мм

№12,5 1251258 А_L=19,7 см²=1970 мм² z₀=33,6 мм

Так как площадь поперечного сечения профиля №11 меньше требуемой, то необходимо выполнить проверочный расчёт.

Перегрузка составляет:

Перегрузка допустима. Окончательно выбираем профиль №11, 1101108.

Внимание: если перегрузка превысит 5%, то необходимо выбрать профиль с большей площадью поперечного сечения, для которого проверочный расчёт не требуется!

4.2 Расчёт сварного соединения стойки с листом.

Условие прочности:

где β – коэффициент формы шва. Для выбранного способа сварки β = 0,7. (см. приложение);

k – катет углового шва;

l_ш – суммарная длина лобового и фланговых швов:

Учитывая толщину полки профиля, конструктивно принимаем катет шва k = 6 мм.

Суммарная длина сварного шва для одного профиля:

Внимание: если в задании показан один угольник, то цифры 2 в знаменателе не должно быть!

Принимаем длину лобового шва l_л = в = 110 мм. Тогда суммарная длина фланговых швов:

l_ф= l_ф1+ l_ф2 = l_ш – l_л = 807 – 110 = 697 мм.

Расчётная длина фланговых швов:

Принимаем l_ф1 = 510 мм; l_ф2 = 190 мм.

4.3 Расчёт сварного соединения листа с поясом.

4.3.1 Соединение выполнено угловыми швами.

Условие прочности:

Принимаем толщину листа конструктивно, учитывая толщину полки угольника:

S = (1,2…1,5)*d = (1,2…1,5)*8 = (9,6…12)мм

Принимаем S = 10 мм.

Катет углового шва:

k = (0,5…1)*S = (0.5…1)*10 = (5…10) мм.

Принимаем k = 7 мм.

4.3.2. Соединение выполнено с полным проваром при той же толщине листа.

Условие прочности:

, откуда

Принимаем l_ш = 382 мм