Проверка на отрыв по сечению детали в плоскости их соприкосновения с учетом расчетного диаметра точек

Пример решения

Проверить на отрыв по сечению детали в плоскости их соприкосновения с учетом расчетного диаметра точек, если известно, что сечение

данного соединения F=100 мм², допускаемое напряжение на растяжение σ_д=60 кг/мм², диаметр точек d=8 мм

Решение::

1. σ_р=P/π*( d²/4)

где σ_р- напряжение отрыва, кг/мм

P- давление сил отрыва, Н

2. P= σ_д* F

Проверить на отрыв.

3. σ_д^’=0,4* σ_д

4. проверяем детали на отрыв.

Если σ_р <0,7* σ_д^’ ,то отрыва деталей не будет

Если σ_р >0,7* σ_д^’ ,то отрыва деталей будет

P=60*100=6000 Н

σ_р=6000/ π*(8²/4)=118,5 кг/мм

σ_д^’=0,4*118,5=47,4 кг/мм

Так как σ_р=118,5 кг/мм, а 0,7* σ_д^’=0,7*47,4=33,18 кг/мм, то имет место отрыв деталей.

Найти j плотность тока на катоде. Материал-алюминий. Абсолютная температура поверхности катода 30 С. Потенциал выхода для основных элементов приведен в таблице.

Решение:

1. Плотность тока, A/см²;

j = AT²e^-B/T=1,2·303² ·  = 110170 А/см²К²

Где: A - постоянная Ричардсона, теоретически равная 1,20 A/см²К², практически имеющая меньшее значение;

2. Температура, С;

Т = 30 + 273 К                                    

3. В = φ_э/К= 6.4 · 10^-19/ 1.38 ·10^-23 = 4.6 ·10^-4 Β

К - постоянная Больцмана;

4. Потенциал электрона, Кл/В;

φ_э = eU_в= 1.6 ·10^-19 · 4 = 6.4 · 10^-19 Кл/В

U_в = 4 В – по таблице для алюминия;

е – элементарный заряд, Кл;

e = 1.6 · 10^-19 Кл.

Ответ: j= 110170 А/см²К²

Задачи для решения

1.Определить длину шва ручной дуговой сваркой, если известно, что площадь поперечного сечения шва 0,3 см², время сварки t_св=15 мин. Свариваемый металл – сталь, его плотность γ=7,8 г/см³; сила сварочного тока i=250 А и коэффициент наплавки а_н=11.

2. Активное сопротивление на дуге R=50 Ом, среднее значение напряжений Eд=2,6 В, Сила тока I=5 А, напряжение U=242 В. Определить коэффициент мощности дуговой печи Cosφ и электрический КПД- η_эл.

3. Определить g - производительность индукционной канальной печи по расплавлению и перегреву металла до заданной температуры. Удельный расход электроэнергии печи ω_теор=50 Вт/мин, активная мощность, потребляемая печной установкой Р=100 Вт, общая мощность тепловых потерь Р_тп=70 Вт, общая мощность Р_пол=20 Вт.

4. Определить среднюю загрузку одной заклепки Т_в , считая распределение усилий среза между электрозаклепками равномерным, в образце с 8 электрозаклепками. Известно, что предел прочности одной электрозаклепки τ_в  равен 48,6 кГ/мм, а диаметр 8 мм.

5. Определить силу сварочного тока I, силу сжатия изделий Р. Если толщина свариваемой детали δ=8 мм, ρ_т=25 Ом·см.

6. Определить активную мощность на участке цепи между электродами Р_ээ, при КПД η=70%, r_ээ= 10 Ом , сопротивление свариваемых деталей, r_2к=15 Ом активное сопротивление К3 машины, U_ээ=220 напряжение на участке свариваемых деталей.

7. Определить коэффициент пропорциональности между током холостого хода и магнитными потерями сварочного трансформатора. Известно, что удельные потери в стали составляют 15Вт/кг; масса железа сердечника равна 300 кг; коэффициент добавочных потерь – 1,2; первичное напряжение 380 В и реактивная составляющая тока холостого хода 35 А.

8. Определить предел прочности сварной точки τ_в, в детали с 8 соединениями, если известна средняя загрузка одной сварной точки Т_в=3500, диаметр d=7 мм. Считать распределение усилий среза между сварными точками равномерным.

9. Распределение усилий среза между электрозаклепками считать равномерным, в образце 8 электрозаклепок    n = 8.   Определить среднюю загрузку одной заклепки Т_в. Известно, что предел прочности одной электрозаклепки τ_в = 48 кг/м, а диаметр d = 6 мм.

10. Рассчитать R_к сопротивление контактного соединения медь-медь для прямоугольных медных шин сечением 10×25 мм, при усилии сжатия Р=1500 кг·с. Контактное сопротивление при усилии в 1 кг·с принять С=2,4·10^-4 Ом/кг·с, показатель степени для расчета сопротивления контактов m=0,7, длина контакта В=0,4 м удельное сопротивление материала контактов ρ=0,0175 Ом·мм²/м.

11. Определить затраченную энергию если  W_к - кинетическая энергия положительных ионов равна 6250 Дж, ионный ток  I=25 А, промышленной частоты. Потенциал ионизации U_u =5,1 В, потенциал выхода U_в=5 В. Материал – натрий (Na).

12. Определить полную теплоотдачу q, при сварке с поверхности  нагретого твердого тела (Аl), температура которого 70⁰ С, температура окружающей среды 21⁰ С.

13. Определить мощность Р_эл необходимую для  плавления электрода, диаметром 3 мм, при постоянной скорости его подачи. Анодное падение напряжения U_a = 12 кВ, напряжение выхода U_в = 120 кВ, сопротивление вылета  R_в = 15,7 Ом.

14. Определить сопротивление сварной точки r_гто, во времени, определяющие геометрию линий электрического тока вокруг холодного контакта, если диаметр круга контактирования при холодном металле при холодном металле d₀=0,85 см, частота f=50 Гц, толщина болванки δ=0,4 см, удельное сопротивление ρ=20 Ом·см, магнитная напряжённость Н=3746 А/см, магнитная индукция В=18730 Тл.

15. Вычислить КПД у машины контактной сварки, если известны: вторичные напряжения трансформатора U₂₀=220В, r_2кз=20 Ом, х_2кз=50 Ом, электрическое сопротивление  свариваемых деталей 25 Ом