Деформации и напряжения в сварных соединениях

БАЛТИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

им. Д.Ф. Устинова «Военмех»

Теория и технология сварочного производства.

Деформации и напряжения в сварных соединениях.

                                Выполнил: ст. гр. А-352

Цой С.Ю..

Проверил: Шаханов С. Б.

2007

Санкт – Петербург

Цель работы:1)дать наглядное представление о механизме возникновения деформаций и напряжений в конструкции при сварке;2) ознакомиться с приближенным методом расчета общих сварочных деформаций простейших элементов конструкции;      3) проверить опытным путем результаты расчета деформаций во время и после сварки балки;4) практическое ознакомление с дуговой сваркой под слоем флюса.

Схема установки для экспериментального определения сварочных деформаций – прогиба балки.

N₁, N₂, N₃ – индикаторы; АДС – автомат дуговой сварочный; Тр – сварочный трансформатор. 

Данные опыта.

S, cм	h, см	b, cм	L, см	Iсв, А	Uд, В	tсв, с
0.6	18	7.1	89,5	330	24	67

Результаты опытного определения стрелы прогиба балки во время и после сварки.

Индикаторы	Время отсчета от начала процесса сварки
	секунды									минуты
	0	10	20	30	40	60	80	100	120	3	4	5	6	8	10	20	30	40	50
f1	0	0.13	0.53	0.45	0.44	0.42	0.35	0.22	0.22	0.12	0.01	-0.12	-0.15	-0.18	-0.22	-0.41	-0.48	-0.51	-0.53
f2	0	0.10	0.07	-0.08	-1.07	-1.49	-1.49	-1.40	-1.22	-0.91	-0.66	-0.48	-0.28	0	0.18	0.405	0.41	0.41	0.41
f3	0	0.05	0.13	0.04	-0.02	-0.03	-0.15	-0.25	-0.25	-0.18	-0.16	-0.07	-0.02	0.06	0.11	0.20	0.21	0.22	0.22
f	0	0,01	-0,26	-0,325	-1,28	-1,685	-1,59	-1,385	-1,205	-0,88	-0,585	-0,385	-0,195	0,06	0,235	0,51	0,545	0,555	0,565

Формула прогиба:

Расчеты:   Вариант 1:

Вариант2:

 

Результаты расчета.

Вариант	Vсв, см/с	Qпог, Дж/см	F, см2	Jин, см4	Yц.т., см	Рус, Н	Bт, см	dL, cм	∆ц.т.	f, cм	σh, МПа	σY., МПа
1	1.336	5040	15,06	555.83	6.369	85670	3.995	0.024	2.71∙10-4	0.047	5730	-5689
2	1.336	5040	15,06	555,83	6,369	85670	3,995	0,025	2,8 ∙10-4	0.049	5945	-5903

-скорость сварки; F-площадь поперечного сечения балки; M-момент силы; -момент инерции сечения балки относительно центра оси; -положение оси центров тяжести;   Е-модуль Юнга; -условная усадочная сила.

Схема расчета деформаций и напряжений и построения эпюры напряжений.

f-прогиб(см); -положение центральной оси; -условная усадочная сила; -упрочнение пластины(см); Вт-ширина зоны пластич. деформаций(см);

Принимается, что деформация пластины не является результатом неравномерного нагрева и охлаждения в процессе сварки, а происходит вследствие действия «условной усадочной силы», приложенной к торцу пластины в месте сварного шва. При расчете   берем первую точку пластины y=h, а для второй y=;

Определение коэффициента несовпадения результатов:

;

Для первого варианта:

Для второго варианта:

Вывод: Относительно большие значения погрешностей связаны с погрешностью измерений, но если делать выбор между 1м и 2м вариантом, то эпюра 2го варианта точнее.