книги / Расчёт сварных соединений и конструкций примеры и задачи

Рис. 313

чивости (рис. 314, б). Критические напряжения в этом случае

(10.47)

где 8 и / — соответственно толщина и длина полотнища. Стрелка про­ гиба полотнища в случае общей потери устойчивости

делить: 1) величину угловых деформаций и стрелку поперечного про­ гиба пластины после выполнения швов / и 2 (рис. 315, б, в); 2) про­ изойдет ли общая потеря устойчивости полотнища после сварки; 3) ве­ личину предельной внешней сжимающей нагрузки, действующей вдоль продольной оси полотнища, исходя из условия, чтобы стрелка про­ дольного прогиба полотнища была не более 0,8 см.

Р е ш е н и е . 1. Остаточные угловые деформации пластины после выполнения двустороннего шва будут определяться по формуле (10.34)

P = P i + P*.

Р е ш е н и е . Определим все необходимые исходные характерис­ тики поперечного сечения балки. Координата ЦТ сечения (см. гл. I)

=10У + 28 •3,172 + 2 (-° - ; 2-~ + 5 •3,832) = 511,4 см4.

Если бы сварочные напряжения отсутствовали, то напряжения от момента М составили бы:

в горизонтальном листе (сжатие)

Критические напряжения для пластинки принятых размеров опре­ делим по формуле (10.45). Значение коэффициента А примем по табл. 20 как для квадратной пластинки, учитывая, что длинная прямругольная пластинка при потере устойчивости как бы расчленяется навряд квад­ ратных пластинок, для которых А = 3,6.

Тогда

Поскольку критические напряжения выше действующих (без учета ос­ таточных), то устойчивость сжатого листа балки обеспечена.

Для учета напряжений, возникших при приварке ребер двумя двусторонними угловыми швами, воспользуемся формулой (10.21), учитывая, что швы выполнялись последовательно, а количество двусто­ ронних швов равно двум [например, см. формулу (10.28)]. При вы­ полнении автоматом углового шва с катетом 4 мм найдем погонную энергию по формуле (10.32)

qn = 7250К2 = 7250 •0,42 = 1160 кал/см.

Тогда сварочные напряжения сжатия

<7св = (-jr + - 7 J - ) n\mn,2qnE ~

аа — (-gg- + 1,1s11|34' 17 ) 2 •3,53 • 10 -6 1,1 1 1 6 0 - 2 - 10е =

= — 605 кгс/см2.

Поскольку критические напряжения меньше сварочных, то после сварки лист потеряет устойчивость. Величина стрелки выпучнн от

потери устойчивости листа определим по формуле (10.46)

/ = 424 • l t r V V стсв + овн — (ткр =

= 424 • 10~* •601/ 605+ 124 — 320 = 0,513 см.

Кроме местных деформаций верхнего листа в виде выпучин от потери устойчивости, возникнут также остаточные угловые деформации, ха­ рактеризуемые углом (J и стрелкой поперечного прогиба /п (рис. 316, б).

Угол р определим по формуле (10.34) и графику на рис. 309. Долю погонной энергии, приходящуюся на лист, найдем по формуле (10.47)

Определить угловые деформации пластины после сварки и установить, произойдет ли общая потеря устойчивости свар­ ной пластины.

=а2= 262,3 < сгкр= 322 кгс/см2.

10.27.Два широких листа из стали СтЗ свариваются сты­ ковым односторонним швом на

10.28. Нож гильотинных ножниц (рис. 319) наплавляется с двух сторон автома­ там на таком режиме: / = 400 A; U = 26 В; о = 50 м/ч; т) = 0,75. Материал ножа — сталь СтЗ. Определить общие деформации ножа после наплавки (Д/цТ; / — от общей

потери устойчивости). Ьостроить эпюру остаточных продольных напряжений в се­ чении ал.

=4200 кгс/см2.

10.29.Полотнище сваривается из трех частей, размеры которых указаны на

рис. 320. Стыковые односторонние швы выполнялись на таком режиме: / = 750 А;

______ !1

U = 26 В; v = 28,8 м/ч; г] = 0,8. Материал листов — сталь СтЗ. Определить угловые деформации полотнища после сварки (Р, /п). Найти максимальную сжимающую нагруз-

10.30.Квадратная пластина окантовывается по кромкам уголками № 5 путем

[см. формулу (10.37)].— 2. Пластина подвергается действию напряжений сжатия с двух сторон (ох и ау).

Ответ. Пластина потеряет устойчивость, так как аа = 195 > акр = 100 кгс/см2.

сварных элементов

Под вторичными деформациями сварных конструкций подразуме­ вают остаточную деформацию, возникающую в результате перерас­ пределения внутренних остаточных напряжений. Это перераспределе-

пределу текучести от(рис. 332, а). Вследствие этого площадь FT не может воспринимать дальнейшей нагрузки (считая материал идеаль­ ным, упругопластическим) и стержень получит удлинение, равное А^нагр (рис. 332, б). Тогда относительная деформация при нагрузке

При освобождении от нагрузки все сечение будет упруго деформиро­ ваться и укоротится на величину A )pa3rp (рис. 332, в). Тогда относитель­

ная деформация при разгрузке

ж1 П П ' нагрузки, вызывающей напряжения растяже-

Приложение изгибающей нагрузки также приводит к появлению вто­ ричных деформаций сварного элемента.

При первом нагружении балки силой (рис. 334, а) в ее нижней части возникают напряжения растяжения (рис. 334, б), совпадающие по знаку со сварочными напряжениями, равными <гт на площади FT (рис. 334, в). Зона Fr не сможет участвовать в восприятии внешних сил, поэтому при нагружении будет работать не полное сечение балки (рис. 334, б), а уменьшенное на величину нижней упругопластической зоны FTс моментом инерции J 0 (рис. 334, г). При разгрузке балка будет работать полным сечением с моментом инерции J и получит остаточный прогиб