Механические свойства сварных соединений. Некоторые сведения из теории упругости и теории пластичности

Страницы работы

15 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

Исследование ударной вязкости и процента волокна в изломе в зависимости от температуры испытания – 1 час.

4. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

4.1. Общие методические указания

Контрольная работа  выполняется для приобретения практических навыков по расчету сварных соединений, выполненных угловыми швами, с учетом направленности действия нагрузки. Вниманию студента предлагается рассчитать два сварных соединения – нахлесточное и тавровое (рис.1 и 2).

Методика расчета таких соединений с учетом направленности действия нагрузки изложена в [1].

Номер варианта выбирается по личному шифру студента из таблицы, в которой даны длины сварных швов, плечо приложения вертикальной силы и значения, нагрузок, действующих на соединение.

Например. При шифре 4690/12 из таблицы по столбцу №12 выбираем: ; ; ; .

Надпись: 		Рис. 1						Рис. 2

4.2. Варианты контрольных заданий и методические указания

Таблица вариантов заданий

Номер варианта

Параметры

Рв, кН

Рг, кН

М, кНм

1

150

100

1000

-

100

5

2

150

200

500

100

-

-

3

200

150

750

-

-

10

4

200

250

1250

50

-

-

5

250

200

1000

-

50

10

6

250

300

500

150

-

-

7

300

250

750

-

-

20

8

300

200

1000

100

50

-

9

400

200

1250

-

100

30

10

400

300

1500

150

-

10

11

100

100

500

50

-

-

12

100

200

-

-

100

10

13

180

150

500

100

-

-

14

200

100

-

-

200

20

15

100

100

-

-

-

20

16

150

200

1000

20

-

-

17

160

180

-

-

40

40

18

220

110

500

40

40

-

19

300

150

-

-

50

50

20

300

300

750

100

-

-

21

150

150

500

50

50

-

22

250

200

-

-

200

50

23

100

50

200

5

10

-

24

200

200

500

5

-

10

25

200

200

500

20

20

-

4.3. Примеры решения задач

4.3.1. Расчет нахлесточного соединения с учетом направленности действия нагрузки

Рассчитать нахлесточное соединение, представленное на рис.3. Сварка ручная дуговая штучными электродами.

Решение

В проектном типе задач, в которых нам необходимо определить катет угловых швов, для определения направления действия векторов полных напряжений в различных точках сварных швов, принимаем катет швов равным 10 мм. И для этого случая по способу полярного момента инерции определяем величину и направление действия напряжений для характерных точек сварных швов, которыми являются точки А и В (рис. 1).

Находим положение центра тяжести сварных швов на оси Х, которая является осью симметрии этих швов.

Принимаем положение оси У1 вспомогательной системы координат как показано на рис.1.

Определяем координату Хс центра тяжести сварных швов.

.

Определяем осевые моменты инерции сварных швов.

;

Определяем полярный момент инерции сварных швов.

Находим расстояния от центра тяжести сварных швов до точек А и В (рис. 1).

.

Определяем касательные напряжения, возникающие в точках А и В от действия момента

.

Определяем напряжение в сварных швах от действия горизонтальной силы Рг. Эти напряжения во всех точках швов принимаются постоянными.

.

          Производим векторное сложение напряжений для точек А и В сварных швов (рис. 3, 4), из чего мы определяем углы между сварными швами и направлениями векторов полных напряжений.

Для точки А – величина полного напряжения составляет , а угол между осью горизонтального шва и вектором  равен .

Для точки В – величина полного напряжения составляет , а угол между горизонтальным швом и вектором полного напряжения . Угол между вертикальным швом и этим же вектором .

Так как все силовые факторы действуют в плоскости сварного соединения, то и векторы полных напряжений располагаются в той же плоскости. То есть, угол выхода векторов полных напряжений из плоскости сварного соединения равен .

Определяем коэффициенты повышения прочности рассматриваемых сварных швов по сравнению с фланговым швом.

где  – коэффициент упрочнения, зависящий от угла выхода вектора полного напряжения из плоскости сварного соединения, определяемый из графика . Для нашего случая при , ;

 –  угол между вектором полного напряжения и направлением сварного шва.

Тогда

,

,

.

Так как у горизонтального шва имеются две характерные точки А и В со своими коэффициентами упрочнения, из максимального отношения полных напряжений к соответствующим коэффициентам упрочнения, назначаем единый коэффициент для горизонтального шва

; .

Принимаем на весь горизонтальный шов коэффициент упрочнения .

Для вертикального шва коэффициент упрочнения .

Повторяем весь расчет с учетом коэффициентов упрочнения для горизонтальных и вертикального швов.

Определяем величину касательных напряжений в точке А от действия момента с учетом коэффициентов упрочнения.

.

Определяем величину касательных напряжений от действия горизонтальной силы с учетом коэффициентов упрочнения

.

Находим полное напряжение в точке А. Для этого производим векторное сложение  и . Так как <<, то».

Определяем катет углового шва, который необходимо указать на чертеже сварного соединения, рассчитанного традиционным способом, если расчетное сопротивление на срез для металла шва составляет

.

.

Округляя в большую сторону до целых миллиметров, принимаем

Похожие материалы

Информация о работе