3.3. Расчётно-графическая работа № 3
Рассчитать и сконструировать соединение двух элементов тяги, нагруженной растягивающим усилием P. Соединение выполнено контактной точечной сваркой.
Материал деталей соединения – Ст 3 ГОСТ 380-93. Расчёт выполнить по допускаемым напряжениям, исходя из условия равной прочности элементов соединения.
Таблица 3.3.1. Данные для расчётно-графической работы
№ вар. |
P кН |
№ вар. |
P кН |
№ вар. |
P кН |
№ вар. |
P кН |
№ вар. |
P кН |
1 |
250 |
7 |
390 |
13 |
200 |
19 |
375 |
25 |
580 |
2 |
230 |
8 |
410 |
14 |
210 |
20 |
425 |
26 |
540 |
3 |
270 |
9 |
430 |
15 |
260 |
21 |
460 |
27 |
570 |
4 |
300 |
10 |
450 |
16 |
285 |
22 |
490 |
28 |
590 |
5 |
330 |
11 |
470 |
17 |
320 |
23 |
520 |
29 |
600 |
6 |
360 |
12 |
240 |
18 |
350 |
24 |
550 |
30 |
620 |
Литература [2, с. 63-70; 7, с. 106-117, с. 124-125]
Пример 3. Расчёт соединения, выполненного контактной точечной сваркой, нагруженного растягивающим усилием P = 560 кН. Материал деталей соединения ВСт3 Гпс ГОСТ 380-93.
Решение
1. Химический состав приведен в табл. 1;
механические свойства стали приведены в табл. 2.
Таблица 3.3.2.
Материал |
содержание элементов, % |
||||
С |
Mn |
Si |
P |
S |
|
ВСт3 Гпс |
0,14…0,22 |
0,80…1,1 |
не более 0,15 |
не более 0,04 |
не более 0,05 |
Таблица 3.3.3.
Материал |
σв МПа |
σт МПа |
δб % |
ан, МДж/м2 |
|
20о С |
-20о С |
||||
ВСт3 Гпс |
380..500 |
не менее 250 |
26 |
– |
0,3 |
2. Определение допускаемых напряжений.
Допускаемые напряжения растяжения для основного материала:
где k = 1,3…1,5
Принимаем
180
МПа
Допускаемые напряжения среза для материала сварных точек.
[0]`= (0,45…0,5)*[σ]р = (0,45…0,5)*180 = (81…90) МПа
Принимаем [0]`= 85 МПа
Рисунок 3.3.
Шаг точек в поперечном ряду
t ≥ 3*d = 3*11 = 33 мм
Принимаем t = 45 мм.
Расстояние от центра точки до края детали в направлении действия сил:
t1 ≥ 2*d = 2*11 = 22 мм
Принимаем t1 = 25 мм.
Расстояние от центра крайней точки ряда до свободной кромки деталей:
t2 ≥ 1,5*d = 1,5*11 = 16,5 мм
или
Принимаем t2 = 20 мм.
Расстояние между рядами.
t3 ≥ 3*d = 3*11 = 33 мм
Принимаем t3 = 40 мм.
Длина накладки
а = 4* t1 + 2 * t3 + (2…5) мм = 4*25+2*40+5 = 185 мм
5. Проверочные расчёты.
5.1 Проверяем прочность тяги
Усилие прочности выполнено.
5.2. Проверяем прочность сварной точки.
Условие прочности выполнено.