книги из ГПНТБ / Кузьминов С.А. Сварочные деформации судовых корпусных конструкций

г

30R

(244)

J ~

K.4L?

•

д т __ J L ___ 1

0

•

(245)

~

Аб

~

1

б

’

30v R

. ] q vR .

(246)

ф ~

к 36L2

— 1

U6L2 ’

f

15

v R

. .

v R

(247)

'

4 К3бL

1

бL

‘

Формулы действительны для коротких обечаек

(L <

2R).

П р и м е р .

О п р ед ел и т ь

и зги б

о б р а зу ю щ и х ц и л и н д р и ч еск и х

о б о л о ч е к о т

п р о ­

д о л ь н о го у к о р о ч е н и я

п а зо в ы х

св а р н ы х ш вов .

1.

И сх о д н ы е

д ан н ы е: R

=

7 8 0

мм ;

б =

10

мм;

L =

1400 мм;

м а т ер и а л

— ст а л ь

м ар к и

Ю З;

- 5

- =

18-

1 0 " 6 см 3/к а л ;

св а р к а ав том атом

п о о д н о м у

п р о х о д у с

к а ж д о й

с у

стор он ы ; ф л ю с

4 8 — 0 Ф — 6; п р о в о л о к а м ар к и

Э И -9 0 3 ;

г| =

0 ,8 .

Р е ж и м

св ар к и :

1) 4 Л = 4 мм ; / св = 5 5 0 ч - 60 0 А ; { / д = 32 ч- 3 6 В ;

Р Св = 3 7 ,5 м /ч ; q n — 3 6 0 0 к а л /см ;

2)

Дэл =

4 мм ;

/ св =

5 8 0 ч -6 2 5

А ; £/д

=

3 2 ч - 3 6 В ;

Ксв =

3 2

м /ч ;

q „

= 4 4 0 0

к а л /см .

По формуле (89):

v

=

0 ,2 9 ------q n =

0 ,2 9 - 1 8 - 1 0 _в-4 4 0 0

=

0 ,0 2 3

см 2 ;

с у

,

0 ,0 2 3 - 7 8

. . .

^ = 14~П0Л40-=0>18СМ-

П р о ги б ы , и зм ер ен н ы е н а о б еч а й к а х в п р о и зв о д ст в е н н ы х у с л о в и я х , f 3 = 1 ,6 —

1 ,8 м м .

2 .

И сход н ы е

д ан н ы е: Я

=

78 0

мм ; 6 = 1 2

мм ;

L

=

1400

мм ;

м а т ер и а л

—

стал ь

м ар к и

Ю З;

су =

18' 1 0 ~ 6

см 3/к а л ;

св а р к а

р у ч н а я

по

о д н о м у

п р о х о д у

с

к а ж д о й сторон ы ;

АНапл =

эл ек т р о д ы

Э А — 6 0 6 /1 1 ;

<5Эл =

4 мм ;

/ св =

110 ч-

130

А ;

4 0 м м 2;

в =

т

ДР = £

Л60,

(248)

i=i

где ДР — уменьшение периметра (длины окружности)

обечайки, см;

т — число пазовых сварных

соединений;

балки, см;

F — площадь поперечного сечения балки, см2;

балки,

t — длина, на которую распространяется кривизна

вызываемая поперечным укорочением, см.

Остальные обозначения

приведены на рис. 109.

Принимаем

t

= t0 + 24,

(252)

Приближенно можно принять

4

0,25а,

(253)

где а — расстояние между шпангоутами, см.

4

+

Предполагая, что изменение кривизны балки на участке t =

+ 0,5а постоянно, можно определить радиальные перемещения,

ис­

пользуя метод наложения [107].

ными на концах участков t (рис. ПО) и равными

М = CEJ.

(254)

Рис. 111. График для определения коэффициентов

и

.

!.

д я ш = (х; _ х; ) ^

(255)

ЛЯ» = (х; -

ia ..

(256)

a' = \ 0 i - ^ 5 7 , 3 ~ y f,

(257)

Ю*' + Й Г 5 7 ,3 -7 /,

(258)

где а' и а" — углы, отсчитываемые

против движения

часовой

стрелки, от точки перемещения которой определяется

до концов отрезка t

(рис. 110 ), град;

от i =

О

1 — порядковый номер

точек, изменяющийся

(точка, совпадающая со сварным швом № 1) до i =

35

(рис. ПО) по движению часовой стрелки;

V/ — угол между швом №

1

и любым швом j, град.

Х4

Х4 — %4

^

Ab06az0

R

Л

J

t Х

и определяемый по

формуле

_J__ |_ ^

(гш ~Ь /о) гш

К =

____ FШ

Fо________ Ап_______

(260)

1

I 1

I (гш ~Ь /о) гш ,

/рб

Fui

Fо

2Ур

Здесь F0, J0— площадь сечения и момент инерции площади сече­

ния

обшивки

длиной,

равной

одной

шпации,

см2 и см4;

и собственный

момент

инерции

Fm, / ш — площадь

сечения

кольцевого шпангоута, см2 и см4;

гш— расстояние от центральной оси сечения шпангоута

до обшивки,

см;

/о — стрелка сегмента круга (обечайки), дуга которой

t0,

см (рис.

1 1 2 );

см.

б — толщина

обшивки,

обечайки

(рис.

112,

б)

Величина

смещения обшивки

к

центру

определяется

по формуле

л __ АУо/о___________ 1____________

( 2 6 1 )

8^2

1

|

1

I

(гш Ч ~/о )гш

I

а;„

■Fm F0 '

/ щ

^ 2J9

t0\

АЬ0Е

(262)

isF пр

/о5

2Ja

где

ЛЬ0— поперечное укорочение пазового сварного

соеди­

нения, см;

т5 =

0,65от —■предел

текучести

металла

прихватки

на

срез,

кгс/см2;

площадь

сечения

прихватки,

сма.

Fnр — рабочая

П р и м е р

1. Определить радиальные перемещения (эллиптичность) от сварки

пазов обечаек при наличии внутренних шпангоутов.

3,1 кал-см/с2; s =

0,6;

Исходные данные: материал — сталь

10ХСНД; ХТ0а =

К» = 0,17;

т8 =

0,65; ат=

2600

кгс/см2;

es = 20

10-4;

R =

2800 мм; 8 =

20

мм;

I =

1800 мм.

Шпангоуты (3 шт.) полособульбового профиля №

18 6. Два паза расположены

по противоположным

образующим. Шпация а =

600 мм. Прихватки К

= 7

мм;

/пр =

70 мм; FПр = 3,5 см2;

t0 =

100 см. Пазы свариваются под флюсом

ОСЦ—45

(т) =

0,85) по одному проходу с каждой стороны.

паза.

Определим

поперечное

укорочение каждого

флюсовой подушке: йэл =

1. Сварка с внутренней

стороны

автоматом на

== 5 мм; / св — 875 — 925 А; С/д =

40 -f- 38 В; Ксв= 2 0

~

22 м/ч; q„ = 12400 кал/см;

/Св =

1,0; /Сф =

0,25;

(1 — /Сф)</П=

9300 кал/см;

I =

12,5- IQ'6

[0,255 +

0,745- 1 ] (1 + 0,17) =

14,6- Ю 'в см3/кал;

Д ^ = 14,6.10-® 0,75-12 400

= 0,068 см.

2

2.

Сварка

с

наружной стороны

автоматом:

d3л =

5

мм; / св =

875 -ь 925 А;

Яд =

38

= 40

В; Усв = 19,5 м/ч;

Кф =

0,25;

q„ =

13 000 кал/см;

= 1,7 см;

(1 — Кф)

о 1-1

=

3350 кал/см3; IcJ d 3n =

180 А/мм;

ф0 = 0,48;

е3

0,75-13 000 -0,542 =

920:

т]0 =

0,22;

i|vio = 0,105;

3,1

Я =

350 кал

Кб = 0,58;

1

+ КцКб =

1,10;

\

= 9,4-10"«

см3/кал;

см3

’

1 -

АфКб =

0,855;

Л Ь г

=

9,4-10^6 0,855 2' 3 0 0 0

= 0,052

см;

АЬ3 +

ЛЬ2= 0,12

см.

Эскиз сечения

№ дет.

F,

см2

Z , СМ

Fz, см3

Fz1, см4 Jco6- см*

1

120

0

0

0

40

■

/ г

2

25,8

11,8

304

.3590

837

Л

S

.

145,8

2,09

304

4467

у

j..

‘

600

|

У

/ 0 =

4467 — 2,09-304 =

3830

см4; 2

= 2,09

см

ЛЬЕ

0, 120- 2,1 - 10е

1

.

tsF пр

1 ,

1

2600-35

' l

l

10,82

3,84-2

СМ

+7Г+-7^+'А2J„

25,8

+ 120 +

837

+

2-40

Прихватки по шпангоутам срезаться не будут, так

как

t0 =

100 см )> 96 см.

i =

t0 -1- 0,5а = 100 +

0,5-60 =

130 см;

а0 =

±

—

57,3 =

± 12°.

Радиальные смещения точек окружности можно найти по формуле (256)

ЛП

„

АЬбогР , *

/ч

о, 12-2,0.60-2,09-2802

А4) •

\М

М )------------- 3830-130

V*4

ственных обечайках.

Определить

радиальные

перемещения от сварки

двух пазов

П р и м е р

2.

цилиндрической конструкции при наличии наружных шпангоутов.

4000 кгс/см2;

Исходные данные: сталь марки 10ХСНД; Е =

2,1- 10"8 кгс/см2; а =

т5 = 0,65;

ст =

2600 кгс/см2; радиус обечайки

R =

280

см; шпация

a — 60 см,

толщина

обшивки

8 = 2,3 см;

шпангоуты

j

№

22

прихвачены

к обшивке

швами

7—70 Z 800.

(Fnp =

0 ,7 -0 ,7 -7 = 3,5 см2);

пазы

(в количестве

п = 2) сва­

риваются автоматом «на весу».

Радиальные перемещения

АЛ

Дbbazc

)

(Х4 - Х 4 ).

Радиальные перемещения обшивки

Таблица 17

№

№

ДЯу= 4,5х

д я = У дя,—

oti

а 2

Х4

ЗС4

х4—х4

х (х 4- х 4),

д ь,

точек

швов

- - y t s i n (1 0 1),

СМ

см

0

1

—12

12

0,040

—0,040

—0,080

—0,36

—0,51

1

2

168

192

0,018

—0,015

—0,033

—0,15

—0,41

1

—2

22

0,008

—0,058

—0,066

—0,30

2

2

178

202

0,000

—0,028

—0,028

—0,12

—0,24

1

8

32

—0,030

—0,062

—0,032

—0,14

3

2

118

212

—0,012

—0,038

—0,026

—0,12

—0,08

1

18

42

—0,055

—0,060

—0,005

—0,02

4

2

198

222

—0,024

—0,044

—0,020

—0,09

—0,01

1

28

52

—0,061

—0,053

0,008

0,04

5

2

208

232

—0,040

—0,045

—0,005

—0,02

0,02

1

38

62

—0,062

—0,043

0,019

0,09

6

2

218

242

—0,043

—0,043

0,000

0,00

0,13

1

48

72

—0,057

—0,024

0,033

0,15

7

2

228

252

—0,045

—0,036

0,009

0,04

0,25

1

58

82

—0,047

—0,004

0,043

0,20

8

2

238

262

—0,045

—0,022

0,023

0,10

0,31

1

68

92

—0,041

0,014

0,054

0,24

9

2

248

272

—0,038

—0,004

0,028

0,12

0,32

1

78

102

—0,013

0,028

0,041

0,18

2

258

282

—0,028

0,013

0,041

0,18

Таблица 18

Параметры сечения балки

Элементы

сечения

Fz,

Fz2,

■^соб’

Эскиз сечения

F, см2

г, см

см8

см4

размеры, см

см4

номер

1

№ 22а

32,8

14,65

480

7040

1610

2

60X2,3

138,0

0

0

0

61

*п\

т ' 2

170,8

2,81

480

8710

7

\J-J0Q ^

J = 8710 — 2,81X480 = 7360 см4