Расчет сварного соединения. Проверочный расчет стойки на растяжение

Расчет сварного соединения

Кронштейн прикрепляется к стойке путем приварки. Схема соединения показана на рисунке 1. Материал деталей сталь марки Cт 3. Сварка ручная электродуговая. К кронштейну прикрепляется стойка с креплением при помощи сварочного шва. Эта конструкция служит для удержания ЖК-телевизора. На кронштейн будет действовать сила F (масса ЖК-телевизора, крепления, стоек и декоративной панели). Под действием силы m = 12 кг сварочный шов будет работать на срез.

Проведем проверочный расчет

Рисунок 1 – Схема соединения: 1 – декаративная панель; 2 – стойка; 3 – кронштейн; 4 – шток; 5 – крепление; 6 – ЖК – телевизор.

Принимаем катет углового шва h =3 мм.

Условие прочности при срезе:

                                                                                                                        (1)

где Q - срезающая сила, Н;

А_СР - площадь среза, м²;

[τ]_СР - допускаемые напряжения при срезе (для электродуговой сварки 80 Мпа);

τ_мах - максимальные напряжения, МПа.

Срезающая сила находится:

                                                                                                                        (2)

где т - масса, кг;

g - ускорение свободного падения, 1\с.

Площадь среза определяется из условия:

                                                                                                                        (3)

где  - площадь среза лобовых швов, м²;

h – величина катета шва, м

L^Ф – длинна лобового шва, м

Подставляем полученные значения в условие прочности:

[τ]_СР =80 МПа ≥ τ_мах = 1,21 МПа.

Так как максимальные нормальные напряжения во много раз меньше допускаемых напряжений, значит запас прочности обеспечен.

Расчет резьбового соединения

Резьбовым соединением соединяются ЖК-телевизор и крепление для закрепления ЖК-телевизора в заданном положении. Масса ЖК-телевизора т= 9 кг. Используем четыре болта М6. Болты работают на срез и мятие.

Проведем проверочный расчет на срез. Для определения исходных данных, используемых в расчете воспользуемся расчетной схемой (рисунок 2).

Рисунок 2 - Расчетная схема болта на срез

Условие прочности при срезе:

                                                                                                                        (4)

где - максимальное касательное напряжение, возникающие в сечение;

 - сила, действующая на болты, Н;

А_ср – площадь среза, м²;

[τ] - допускаемое напряжение на срез, МПа, для стали Ст 3 (125МПа);

Площадь среза:

                                                                                                                        (5)

где - диаметр болтов, м;

r - число болтов, r = 4;

Сила F, действующая на болт

Подставляем (8) в (7) и выразим d.

                                                                                         (6)

Так как диаметр получился меньше, то значит запас прочности обеспечен.

Расчет на прочность при растяжении

Стойка представляет собой трубу квадратного сечения 25х25х2 мм, эта стойка соединяет крепление и кронштейн. Со стороны крепления на стойку действует сила F = 88,29 Н (масса ЖК-телевизора и крепления), под действием которой стойка растягивается.. На основании этого проведем проверочный расчет стойки на растяжение.

Рисунок 3 – Схема нагружения.

Условие прочности при растяжении:

                                                                                                                        (7)

где А – площадь сечения;

N – усилие в стержне;

[σ]_раст = 125 МПа – допускаемые нормальные напряжения для стали Ст3;

Площадь квадратной трубы:

                                                                                                                        (8)

где а₁ – внешняя сторона стержня, м;

а₂ – внутреняя сторона стержня, м;

Усилие в стержне определяется:

N = F = 88,29 Н

Определяем напряжения в стержне:

Так как σ_тах = 0,919 ≤ [σ]_раст, условие прочности выполняется.