Примеры задач

Задача 1. Определить продольную силу N, которую сможет выдержать тяга. Размер поперечного сечения 300 х 20 мм, сталь 09Г2С, сварка двухсторонняя ручная дуговая с полным проваром, контроль качества сварки визуальный.

Расчетное сопротивление стали R_y = 310 МПа.

Расчетное сопротивление сварного соединения R_wy = 265 Мпа.

Расчетная длина шва l_w = в – S = 300 – 20 = 280 мм

Коэффициент условий работы _с = 0,95

Ответ: N = 1409,8 кН

З адача 2. На стыковое соединение листов действует момент М = 40 кН  М и поперечная сила Q = 200 кН. Провести проверочный расчет соединения, если в = 300 мм, S = 20 мм, сварка механизированная в углекислом газе, сталь ВСт3сп2, контроль качества рентгеновский (к=1).

В Ст3сп2

Q = 20 кН

М = 40 кНМ

В = 300 мм

S = 20 мм

П ровести проверочный расчет

Расчетное сопротивление (таб. 3.4 стр. 40-41) на изгиб R_у = 260 МПа для стали.

Для сварного стыкового соединения

k = 1

_с – коэффициент условий работы (таб. 3.2)

_с = 0,95

Расчетная длина шва:

Нормальное напряжение:

Касательные напряжения вычисляем по формуле Журавского:

Q - расчетная поперечная сила, Н

S_w – статический момент площади половины продольного сечения относительно нейтральной оси, мм³

J_w – момент инерции площади всего сечения шва относительно нейтральной оси, мм⁴

S_min – наименьшая толщина стыкуемых элементов, м

S_min = S

Задача 3. Дано: N = 400 кН, М = 40 кНМ, S = 20 мм, в = 300 мм.

Провести проверочный расчет. Марка стали ВСт3сп2, сварка механизированная в углекислом газе, контроль рентгеновский к=1.

Задача 4. Рассчитать нахлесточное соединение с лобовыми швами, нагруженное продольной силой N = 250 кН. в х S = 200 х 20 мм, материал листов ВСт3пс6, электрод МР-З (Э-46).

Коэффициент условия работы:

Из условий прочности на срез:

Рассчитываем величину катетов лобовых швов:

n = 2

Расчетная величина катета:

Фактически размер катета:

Принимаем к = 8 мм.

Ширину накладок принимаем равную катету шва, т.е. 8 мм.

Проводим проверку прочности накладок из условия прочности:

(таб. 38 стр. 40-41)

А – суммарная площадь поперечного сечения накладок.

Задача 5. Рассчитать нахлесточное соединение с фланговыми швами, к которому приложена сила N = 250 кН. Сечение основных листов в х S = 200 х 20 мм, накладок в₁ х S₁ = 160 х 8 мм. Зазор между листами 10 мм. Материал листов и накладок ВСт3пс6. Сварку производят электродами МР-З (Э-46).

Коэффициент условий работы:

Расчетное сопротивление:

- (4 флангов. шва с одной стороны соединения)

, - принимаем равным толщине накладки, т.е.

Расчетная длина одного шва:

Геометрическая длина одного шва:

Длина накладки:

- принимаем 140 мм

Ширина в = 160 мм.

Размеры накладок 140 х 160.

Задача 6. Определить напряжение в швах при N = 180 кН, сварка ручная . Швеллер № 12 прикреплен к листу лобовыми и фланговыми швами.

Площадь сечения лобового шва имеющего катет к = 5

Площадь сечения двух фланговых швов:

Площадь всех угловых швов:

Напряжение среза в швах:

Задача 7. Выполнить проверочный расчет нахлесточного комбинированного соединения нагруженного моментом М = 20 кНМ.

Основной металл – сталь 09Г2С. Сварка электродом УОНИ 13/55 (тип Э50А).

Размеры поперечного сечения 200 х 10 мм – привариваемого элемента. Толщина основного элемента S = 20 мм.

Катеты лобового и флангового одинаковы 10 мм, длина нахлеста l₁ = 100 мм.

Коэффициент условий работы:

Расчетные сопротивления:

Проверочный расчет:

Моменты инерции:

Задача 8. Полоса сечением 300 х 12 мм приварена к листу фланговыми и косыми швами с катетами 12 мм и лобовым с катетом 8 мм.

Определить допускаемое усилие, если допускаемое напряжение , сварка автоматическая

Определяем площадь сечения:

Допускаемое усилие швов:

Усилие на фланговые швы:

Усилие полосы:

Определяем длину флангов швов:

Принимаем

Усилие фланговых швов:

Допускаемое усилие в сварочных швах:

Усилие полосы:

Задача 9. Уголок 90 х 90 х 9 мм имеет площадь сечения А = 15,6 см², допускаемое напряжение материала уголка , допускаемое напряжение среза шва . Спроектировать сварное соединение равнопрочное уголку, сварка однопроходная, полуавтоматическая .

Допускаемое усилие в уголке:

Допускаемое усилие лобового шва:

Усилие на фланговые швы:

При сварке равно бокового уголка к листовому металлу:

Усилие в швах Р₁ и Р₂ будут соотносится между собой обратно пропорционально расстояниям от оси уголка до его кромок:

принимаем l₁ = 140 мм

принимаем l₂ = 80 мм

Задача 10. Определить требуемые длины фланговых швов в узле прикрепления 2-х тяг из равно бокового углового профиля 100 х 8. Площадь сечения каждой тяги 15,6 см². Подвешенный груз Р=200 кН, сварка механизированная . Допускаемые напряжения сварных швов [’] = 120 МПа.

Определяем усилие Р₁, действующее в каждой тяге:

Принимаем величину катета: к = 8 мм.

Длина фланговых швов:

- фланговый шов, приваривающий полку уголка

- фланговый шов, приваривающий обушок уголка