Соединения заклепочные, паяные, сварные, клеевые, корпусные детали / Лекция 14_Соединения_заклепочные_паяные_сварные_корпусные детали
.pdf
ДМиОК |
Неразъемные соединени |
|
|
Стыковые соединения
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σ = F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ls |
|
|
Стыковые швы рассчитывают на прочность по номинальному |
|
|
|
|
|||||||
|
σ ≤[σ′Р ] |
||||||||||
сечению соединяемых деталей (без учета утолщения швов) как целые |
|
||||||||||
детали. Условие прочности по допускаемым напряжениям имеет вид: |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
||||||||
|
– допускаемое |
напряжение сварного шва |
при растяжении; |
||||||||
[σ′Р ]= (0.9...1.0)[σР ] |
|||||||||||
зависит от допускаемого напряжения при растяжении детали |
|||||||||||
|
из основного материала |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Допускаемая растягивающая сила равна: |
|
F =[σ′Р ]ls |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
||||||||
Напряжения в шве при совместном действии |
|
σmax = Mи + F ≤[σ′Р ] |
|
|
|||||||
растягивающей силы и изгибающего момента: |
|
Wz |
ls |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
21 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ДМиОК |
Неразъемные соединени |
|
|
Нахлесточные соединения
Испытывают, строго говоря, сложное напряженное состояние. Упрощенный расчет проводится по касательным напряжениям (A – площадь расчетного сечения):
τ = FA
Экспериментальные исследования и практический опыт показали, что нахлесточные (фланговые и лобовые швы) разрушаются по сечению, проходящему через биссектрису прямого угла.
|
|
|
L – длина шва |
|||
A = LkР cos 45° =0.7 LkР |
||||||
|
kР – расчетный катет шва |
|||||
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Условие прочности: |
τ = |
|
F |
≤[τШ ] |
|
|
|
0.7 kР L |
|
||||
|
|
|
|
|
||
[τш] – допускаемое напряжение в сварном шве при срезе
Требуемая длина шва: |
L ≥ |
|
F |
|
||
|
0.7 kР[τШ ] |
|
|
|||
Допускаемая |
|
|
|
|
|
|
|
[F ] |
=0.7 kР L[τШ ] |
||||
растягивающая сила: |
|
|||||
22
ДМиОК |
Неразъемные соединени |
|
|
Комбинированные угловые швы
Расчет комбинированных угловых швов под действием момента в плоскости стыка выполняют, полагая, что швы работают независимо друг от друга, а фланговые швы передают силы только вдоль своей оси.
|
|
|
|
|
|
M = τAh + τW |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– площадь |
продольного |
|||
|
A =0.7 LkР |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
сечения флангового шва |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– момент сопротивления |
||||
|
W = |
0.7 k |
Рh |
2 |
|
|||||||||
|
|
|
продольного |
|
сечения |
|||||||||
|
|
6 |
|
|
|
|
|
лобового шва |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Условие прочности имеет вид: |
|
τ = |
|
M |
|
≤[τШ ] |
|
|
|
|||||
|
Ah +W |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тавровые соединения угловыми швами рассчитываются аналогично нахлесточным. Угловые соединения используют, как правило, для образования
несиловых профилей |
23 |
|
ДМиОК |
Неразъемные соединени |
|
|
Контактные сварные соединения
Точечные соединения рассчитываются на |
τ = |
4F1 |
≤[τШ ] |
срез. Напряжения среза определяются как: |
|
iπd 2 |
|
F1 – усилие, приходящееся на одну точку; i – число плоскостей среза.
Швы, получаемые на роликовых машинах, |
|
|
F |
≤[τШ ] |
|
рассчитывают по формуле: |
|
τ = al |
|
||
a – ширина шва; l – длина шва |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Допускаемые напряжения для основного |
[σ′Р ]= |
σRm |
|
|
|
металла в металлоконструкциях: |
K |
|
|
||
σR = (0.85…0.9)σТ – расчетное сопротивление с учетом неоднородности
материала; m = 0.8…0.9 – коэффициент, учитывающий тип соединения и условия |
||
его работы; K = 1.0…1.5 – коэффициент перегрузки. |
|
|
Оценку прочностной надежности соединения при действии |
nσ ≥[nσ ] |
|
переменных сил производят по запасам прочности: |
||
|
||
nσ и [nσ] – действительный и допускаемый запасы прочности; [nσ] ≥ 2.
24
ДМиОК |
|
|
Неразъемные соединени |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25
ДМиОК |
Неразъемные соединени |
|
|
аяные соединения образуются за счет естного нагрева легкоплавкого присадочного атериала – припоя, который, растекаясь про гретым поверхностям соединяемых деталей, разует при охлаждении паяный шов, ффузионно и химически связанный с атериалом деталей.
ри конструировании паяных изделий выбирают
новной металл, припои и способ пайки. В
нструкциях паяных узлов применяются единения встык и нахлесточные, а также их мбинации. Нагрев припоя и деталей уществляют паяльником, газовой горелкой, в чах и пр. Для уменьшения вредного влияния исления поверхностей деталей применяют ециальные флюсы (канифоль, бура). Расчет яных соединений аналогичен расчету сварных единений.
26
ДМиОК |
Неразъемные соединени |
|
|
телескопическое |
внахлестку с |
|
внахлестку со |
|
внахлестку со |
|
фальцевый |
соединение |
заклепкой |
|
штифтом |
|
шпонкой |
|
замок |
|
|
|
|
|
|
|
|
27
ДМиОК |
Неразъемные соединени |
|
|
Клеевые соединения
Клеевое соединение – соединение с помощью клея – неметаллического вещества (эпоксидный, полиуретановый, фенолонитрилкаучуковый, …), способного соединять материалы и удерживать их
вместе путем поверхностного |
схватывания (адгезии) и |
|
внутренней |
межмолекулярной связи |
||||||||||||
(когезии) в клеящем слое. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Достоинства клеевых соединений: возможность соединения |
|
|
Основной |
недостаток |
клеевых |
||||||||||
|
деталей из разнородных материалов; соединения тонких листов; |
|
|
соединений – слабая работа на |
||||||||||||
|
пониженная концентрация напряжений и высокое сопротивление |
|
|
неравномерный отрыв. |
|
|
||||||||||
|
усталости, возможность обеспечения герметичности, малая масса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
соединения, возможность получения гладкой поверхности изделия. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
стыковое |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
нахлесточное |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
усовое |
|
|
Нахлесточное с подсечкой |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
стыковое с накладкой |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стыковое с двумя накладками |
|
стыковое с утопленной |
|
|
полушиповое |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
двойной накладкой
стыковое со скошенными накладками |
28 |
|
|
ДМиОК |
Неразъемные соединени |
Критерии работоспособности
Виды повреждений клеевых соединений
РАЗРУШЕНИЕ (срез) РАЗРУШЕНИЕ (срез)
Допускаемые напряжения Допускаемые напряжения
Условие прочности при срезе:
|
Статическая прочность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
τ = |
F |
≤[τС ] |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
bl |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Критерии |
|
|
|
|
|
|
|
|
[τС] – допускаемое напряжение при |
|||||
|
работоспособности |
|
|||||
|
|
сдвиге (справочное значение). |
29 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ДМиОК |
Неразъемные соединени |
|
|
Вопросы для самоконтроля
Какие способы сварки применяют в конструкциях?
Как формулируется условие прочности стыковых и нахлесточных соединений?
В какой форме оценивают прочность сварных конструкций при переменных нагрузках?
Какие достоинства имеют паяные и клеевые соединения про сравнению со сварными и как оценивают их прочностную надежность?
Укажите типы заклепочных соединений, используемые в конструкциях
По каким критериям оценивают работоспособность заклепочных соединений?
30