- •Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «проектирование сварных конструкций»
- •Лабораторная работа №1 расчет и экспериментальная оценка усилий в стержнях сварной фермы
- •Организационные указания
- •Пояснения к работе
- •А ферма; б нагружающее устройство с индикатором; в основание; г индикаторы для измерения перемещения узлов
- •1 Основа датчика; 2 проволочная решетка;
- •3 Бумага; 4 выводы датчика
- •Порядок выполнения работы
- •Напряжений в стержнях сварной фермы
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы
- •Деформаций сварной фермы (в микрометрах)
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 расчет и экспериментальная проверка напряжения в сварном тонкостенном сосуде
- •Организационные указания
- •Пояснения к работе
- •А в кольцевом направлении; б в осевом направлении
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •В сварном тонкостенном сосуде
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4 расчет и экспериментальная оценка остаточных сварочных деформаций
- •Организационные указания
- •Пояснения к работе
- •В процессе сварки: 1 – основание; 2 – прижим
- •С обратным выгибом: 1– основание; 2 – база; 3 – прижим
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5 исследование распределения напряжений в сварных соединениях
- •Задания
- •К поперечной вставке
- •Пояснения к работе
- •Расчет концентрации напряжений в стыковых соединениях с подрезом
- •И результаты исследований x1, x2 и x3
- •Расчет концентрации напряжений в стыковом сварном соединении с непроваром в корне шва
- •С непроваром в корне шва и результаты исследований
- •Расчет концентрации напряжений в стыковом сварном соединении с непроваром в центре шва
- •Соединении и результаты расчетов к и
- •Расчет концентрации напряжений нахлесточных сварных соединений с фланговыми швами
- •С фланговыми швами и результаты исследований
- •Расчет концентрации напряжений в стыковом сварном соединении в месте перехода от основного к наплавленному металлу
- •Сварных соединений и результаты исследований
- •Экспериментальные исследования
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
Порядок выполнения работы
Подготовить заготовки под сборку (снять заусенцы, зачистить места под сварку на ширине 20–30 мм и занумеровать клеймами 1–5 в соответствии с исследуемыми вариантами). Нанести на стенках тавра линию нейтральной оси.
Обмерить заготовки. Длину образца измерить по линии нейтральной оси сечения.
Собрать исследуемые тавры на прихватках в соответствии с рис. 12. Образец № 4 собирается непосредственно в приспособлении. Исследование остаточных деформаций образца № 4 начать с расчетного определения fА и fБ для сварки тавра в свободном состоянии, принимая К = 4 мм, qп = 6400 Дж/см. Определить необходимые значения обратных выгибов по формулам (46) и (55). Установить высоту баз в соответствии с рассчитанными величинами.
Установить поочередно собранные тавры (кроме 3 и 4) на приспособление-подставку (рис. 9), поставить вилку А на полку вдоль центральной риски, произвести отсчет показаний индикаторной головки. Измерения повторить трижды. Средний результат занести в табл. 6. Затем установить вилку Б и произвести измерения начального прогиба полки. Для балок 3 и 4 начальные показания индикаторов, закрепленных на вилках А и Б, снять после установки вилок на контрольную плиту.
Установить тавры поочередно на сварочный стол и произвести сварку в соответствии со схемами, представленными в табл. 5. Во время сварки фиксировать силу сварочного тока, напряжение на дуге, скорость сварки, длину расплавленной части электрода.
После заварки швов 1 и 2 (охлаждения исследуемых тавров до температуры 30–50° С) произвести освобождение балок 3 и 4 из приспособлений, в которых производилась сварка. Измерить длину балки, ширину полки, снять показания индикаторов с вилок А и Б. Результаты эксперимента занести в табл. 6. При определении экспериментального значения воспользоваться рис. 9 и 12.
Таблица 6. Остаточная деформация сварного тавра
N образца |
Показания индикаторов, мм |
Прогиб тавра f, мм |
Угол поворота , град |
Продольное укорочение пр, мм |
Поперечное укорочение поп, мм |
|||||||
А |
Б |
|||||||||||
Н |
П |
Н |
П |
Э |
Р |
Э |
Р |
Э |
Р |
Э |
Р |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание: Н – начальное значение, П – после сварки, Э – экспериментальные данные, Р – расчетные данные.
С учетом экспериментальных данных вычислить значения qп1, qп2, qп.ср. По формуле (52) вычислить фактическое среднее значение катета шва для каждого тавра, при этом длину расплавленной части электрода взять как среднее значение lэ = 0,5(lэ1+lэ2).
Исходя из режимов сварки, определить расчетные значения fА, пр, поп, . Результаты расчета занести в табл. 6.
Дополнить табл. 6 результатами эксперимента и расчета для других вариантов сборки и сварки тавров.
Сравнить результаты расчета и эксперимента для своего варианта, а также оценить эффективность тех или иных технологических приемов и технических средств борьбы с остаточными сварочными деформациями по результатам исследования всех балок.