НОВОСТИ   БИБЛИОТЕКА   КАРТА САЙТА   ССЫЛКИ   О ПРОЕКТЕ  





предыдущая главасодержаниеследующая глава

§ 29. Расчет сварных швов на прочность

При проектировании сварных конструкций прочность их определяется на основании расчетов, которые сводятся к определению напряжений, возникающих в элементах изделия от нагрузок.

Существует два основных метода расчета конструкций: по допускаемым напряжениям и по предельным состояниям.

При расчете конструкций по допускаемым напряжениям условие прочности имеет вид σ[σ], где σ - напряжение в опасном сечении элемента, [σ] - допускаемое напряжение, которое составляет некоторую часть от предела текучести стали:

[σ]= σт ,
n

где n - коэффициент запаса прочности.

Коэффициент запаса прочности имеет различные значения в зависимости от ряда условий (характера нагрузки, толщины листов, марки стали и др.). Например, для обычных строительных конструкций, выполняемых из углеродистой стали обыкновенного качества марки Ст3, допускаемое напряжение составляет [σ]=1600 кгс/см2; для пролетных строений железнодорожных мостов (для той же марки стали) [σ]=1400 кгс/см2. Так как предел текучести стали Ст3 σт=2400 кгс/см2, то коэффициент запаса прочности для первого случая будет:

n1= σт = 2400 =1,5
σ 1600

для второго случая:

n2= 2400 =1,7
1400

Для металлов, не обладающих выраженным пределом текучести, запас прочности определяют из отношения предела прочности разрыву σп к допускаемому напряжению [σ]. В этом случае коэффициент запаса прочности обычно составляет.

В случае действия осевых нагрузок напряжения вычисляют по формуле

σ= P ,
F

где P - осевое усилие, кгс; F - площадь поперечного сечения элемента, см2.

Способ расчета по допускаемым напряжениям прост. Однако определение допускаемых напряжений [σ] или коэффициента запаса прочности и производится упрощенно, без точного учета большого количества условий работы конструкции.

Более точным методом расчета конструкций, учитывающим условия работы, однородность материала конструкции и др., является метод расчета по предельным состояниям. Первый метод применяется в машиностроении, второй - при проектировании всех строительных конструкций.

При расчете конструкции по предельному состоянию условие прочности записывается в виде:

N ≤mR,
F

где N - расчетное усилие, кгс; F - площадь сечения, см2; R - расчетное сопротивление материала, кгс/см2; m - коэффициент условий работы, который учитывает степень ответственности конструкции, возможность дополнительных деформаций при эксплуатации, жесткость узлов.

Расчетные сопротивления металла стыковых швов Rсвс устанавливаются Строительными нормами и правилами (СНиП) Госстроя СССР. По этим нормам для стыковых швов, выполненных ручной и полуавтоматической сваркой на стали Ст3, расчетное сопротивление Rсвс при растяжении равно (при условии применения обычных способов контроля швов - наружный осмотр и обмер швов) Rсвс=1800 кгс/см2; при более сложных и точных способах контроля (рентгено- и гаммаграфия, ультразвуковая и магнитографическая дефектоскопия) - Rсвс=2100 кгс/см2; при срезе - Rсвс=1300 кгс/см2.

При выполнении указанными видами сварки угловых швов на стали Ст3 при всех способах контроля величина расчетного сопротивления при растяжении, сжатии и срезе принимается Rсву=1500 кгс/см2.

Стыковые швы на прочность рассчитываются по формуле

N=Rсвсδl

где N - расчетная продольная сила, действующая на соединение, кгс; Rсвс - расчетное сопротивление сварного стыкового соединения растяжению или сжатию, кгс/см2; δ - толщина металла в расчетном сечении, см; l - длина шва, см.

Рис. 43. Нагрузки на сварные швы: а - стыковой, б - угловой лобовой, в - угловой фланговый
Рис. 43. Нагрузки на сварные швы: а - стыковой, б - угловой лобовой, в - угловой фланговый

Максимальное усилие N для угловых лобовых швов рассчитывают по формуле

N=0,7KlRсвс

где K - катет шва, см; l - длина шва, см; Rсвс - расчетное сопротивление срезу, кгс/см2.

Коэффициент 0,7 показывает, что расчет ведется из предположения разрушения шва по гипотенузе прямоугольного треугольника (форма сечения углового шва).

Максимальное усилие N для угловых фланговых швов рассчитывается по формуле

N=2⋅0,7KlRсвс.

Примеры. 1. Определить расчетное усилие в стыковом соединении, выполненном ручной сваркой с учетом обычных способов контроля, если δ=1 см, l= 20 см и Rсвс=1800 кгс/см>2(рис. 43, а). N=1⋅20⋅1800=36000 кгс.

2. Определить расчетное усилие в стыковом соединении, выполненном ручной или полуавтоматической сваркой с учетом точных способов контроля, если 5δ=1 см, l=20 см, N=1⋅20⋅2100=42 000 кгс.

3. Определить расчетное усилие в нахлесточном соединении с лобовым швом, если K=1 см, l=20 см (рис. 43, б). N=0,7⋅1⋅20⋅1 500=21 000 кгс.

4. Определить расчетное усилие в нахлесточном соединении с двумя фланговыми швами, если K=1 см, l=10 см (рис. 43, в). N=2⋅0,7⋅1⋅10⋅1500=21 000 кгс.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные виды сварных соединений, преимущества и недостатки каждого из них.

2. Как классифицируются сварные швы?

3. Изобразите условные обозначения некоторых швов сварных соединений.

4. По каким формулам рассчитывают сварные швы на прочность?

предыдущая главасодержаниеследующая глава

По оптимальной цене перчатки нитриловые полный облив на сайте фирмы "Аспект". . Купить нержавеющую сетку.








© Злыгостев А.С., 2010-2019
При использовании материалов сайта активная ссылка обязательна:
http://metallurgu.ru/ 'Библиотека по металлургии'
Рейтинг@Mail.ru