МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Инженерная школа природных ресурсов
18.03.01 «Химическая технология»
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ №4 Шифр– 90125
по дисциплине:
Механика 1.3
Исполнитель: |
|
|
|
студент группы |
2Д13 |
Чижова Анастасия Васильевна |
25.11.2022 |
Руководитель: |
|
|
|
преподаватель |
|
Джасем Мохамад Али |
|
Томск - 2022
ЗАДАЧА 3.1.
Определить длину фланговых швов соединения полосы с косынкой из стали из условия прочности F кН, ширина полосы b мм, выполненной из стали Ст45. Сварка ручная электродом Э42. Толщина деталей δ мм (рис. 1).
Используя параметры необходимо:
1.Вычертить в масштабе схему сварного соединения.
2.Определить допускаемые напряжения на срез сварного шва.
3.Определить длину флангового шва.
Дано:
δ, мм |
F кН |
b, мм |
[σ], МПа |
[s] |
|
|
|
||
9,5 |
40 |
195 |
360 |
1,6 |
|
|
|
|
|
Решение
1. Вычертить в масштабе схему сварного соединения.
2.Определить допускаемые напряжения на срез сварного шва.
Допускаемое напряжение для сварного шва при статической нагрузке определяется по формуле:
σ |
= |
3601.6 |
= 225 МПа |
[σ] = [ ] |
Для определения допускаемого напряжения в шве с использованием электрода Э42 определяется по формуле:
[τ'] = Ш[σ] = 0. 6 * 225 = 135 МПа
Примем катет шва равным толщине пластины: К = δ = 9, 5 мм
3.Определить длину флангового шва.
Расчет на срез для швов проводится по опасному сечению шва, которое совпадает с биссектрисой прямого угла. При ручной сварке высота опасного сечения = 0,7 , где K – катет сварного шва.
Так как катет сварного шва равен толщине деталей. Из условия прочности шва на срез можно определить длину фланговых швов:
|
[τ] = |
|
|
= |
|
≤ [τ'] |
|
|
|
0.7* *2* |
|||||
≥ |
|
|
|
= |
|
40*103 |
= 22. 28 мм |
1.4* *[τ'] |
|
1.4*9.5*135 |
|||||
ЗАДАЧА 3.2.
Проверить прочность изображенного заклепочного соединения, если F кН. Допускаемые напряжения на растяжение [σ] листов 140 МПа, на смятие [σ]см 280 МПа,
на срез [τ] заклепок 100 МПа.
Используя параметры соответствующие индивидуальному варианту необходимо:
1.Вычертить в масштабе схему сварного соединения.
2.Проверить прочность листа на растяжение в сечениях, ослабленных отверстиями.
3.Проверить прочность заклепок на срез.
4.Проверить прочность листов на смятие.
Дано:
Толщина |
Толщина |
Диаметр |
Ширина листов |
Сила, |
листов, |
накладок |
заклепок |
b |
действующая в |
соединяемых |
|
d |
мм |
соединении |
|
мм |
|
F |
|
встык деталей |
мм |
|
||
|
|
кН |
||
|
|
|
||
мм |
δн |
|
|
|
δп |
|
|
|
|
11 |
4 |
14 |
140 |
90 |
|
|
|
|
|
Решение
1. Вычертить в масштабе схему сварного соединения.
= 3 * = 3 * 14 = 42 |
мм |
|
|
|||
= 1. 75 * = 24. 5 |
мм |
|
|
|
||
= 0. 65 * = 9. 1 |
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мм |
|
= 2 * + δп + δн * 2 = 18, 2 + 11 + 8 = 37, 2 |
|
|||||
= (1. 25: 1. 5) = 1. 3 |
* 14 = 18. 2 |
мм |
|
|||
|
|
|||||
Схема заклепочного соединения в масштабе 1:7
2. Проверить прочность листа на растяжение в сечениях, ослабленных отверстиями.
σрасч. |
≤ [σ] |
|
|
|
3 |
|
|||
σ |
расч. |
= |
|
= |
|
= |
90*10 |
= 73. 05 МПа ≤ 140 МПа |
|
|
|
||||||||
|
|
( −2 )δп |
(140−2*14)*11 |
||||||
3.Проверить прочность заклепок на срез.
Проверка прочности заклепок на срез, учитывая, что в данном соединении заклепки двухсрезные.
τср = * ≤ [τ]ср
где z - число заклепок шва, на половине соединения Q - внешняя нагрузка, Н
р - площадь сечения стержня заклепки, мм2
Q = F
|
|
π* 2 |
|
|
|
||
i -р = |
4 |
* |
|
|
|
||
число плоскостей среза |
|||||||
τср = |
|
|
= |
*4 |
= |
90*4*103 |
= 73. 1 МПа ≤ 100 МПа |
|
|
* *π* 2 |
4*2*3.14*142 |
||||
4. Проверить прочность листов на смятие.
σсм = * см ≤ [σ]см
n - число заклепок в рядусм - площадь смятия, мм2
см = δ *
δ - минимальная суммарная толщина листов, мм
σсм = |
|
= |
90*103 |
= 279. 2 МПа ≤ 280 МПа |
*δ * |
2*11*14 |
Итак, проверка прочности листов на растяжение, заклепок на срез и листов на смятие проведена, прочность листов и заклепок обеспечена.
ЗАДАЧА 3.3.
Подобрать болты для соединения крышки с цилиндрическим сосудом сжатого воздуха при следующих данных: давление сжатого воздуха в цилиндре р МПа, внутренний диаметр крышки D мм, число болтов z = 12, затяжка контролируемая. Материал болтов сталь 20, класс прочности болтов 4.6. Затяжка болтов контролируемая. Прокладка полиэтиленовая. Предел текучести [σ]т для болтов класса прочности 4.6 принять равным 240 МПа.
Используя параметры соответствующие индивидуальному варианту необходимо:
1.Вычертить в масштабе схему сварного соединения.
2.Определить силу затяжки болтов.
3.Определить расчетный диаметр резьбы болта из условия прочности.
4.Принять стандартный диаметр болта согласно ГОСТ 9150-81.
Дано:
Давление |
Внутренний |
Допускаемый |
Коэффициент |
Коэффициент |
сжатого |
диаметр |
коэффициент |
внешней |
запаса |
воздуха в |
крышки |
запаса |
нагрузки |
предварительной |
цилиндре |
D |
прочности |
χ |
затяжки |
p |
мм |
[s] |
|
Кзат |
МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,6 |
35 |
1,8 |
0,5 |
2,8 |
|
|
|
|
|
Решение
1. Вычертить в масштабе схему сварного соединения.
2.Определить силу затяжки болтов.
Болты соединения считаем одинаково нагруженными. Внешняя нагрузка внеш силы давления сжатого воздуха:
|
π* |
2 |
6 |
3.14*0.35 |
2 |
внеш = ρ * |
|
= 0. 6 * 10 * |
= 34 618, 5 |
||
4 |
|
4 |
Сила, приходящаяся на один болт:
= |
внеш |
= |
34618.5 |
= 2 884, 9 |
|
12 |
Определить силу затяжки болтов, приняв Кзат = 2,8 (нагрузка постоянная), χ = 0,5 (соединение с упругой прокладкой).
расч = 1, 3 * 0 + χ * 0 = 1. 3 * 2884. 9 + 0. 5 * 2884. 9 =
= 3 750, 37 + 1 442, 45 = 5 192, 82
3.Определить расчетный диаметр резьбы болта из условия прочности. Определить расчетный диаметр резьбы болта
расч ≥ |
4* расч |
[σ] = |
σт |
= |
2401.8 |
= 133, 3 МПа |
π*[σ] |
[ ] |
|||||
расч ≥ |
3,14*133,34*5192,82 |
= 7, 04 |
|
|
|
|
4.Принять стандартный диаметр болта согласно ГОСТ 24705—81.
По ГОСТ 24705—81 принимаем М8, шаг резьбы р = 0,75 мм. Для принятого болта М8 внутренний диаметр резьбы d1 = 7,118 мм. Болт М8 подходит, так как d1 = 7,118 мм > расч = 7, 04 мм.
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)