Эффективные коэффициенты концентрации напряжений К,э по нормам Минтяжмаша для краностроения

Примечание. В числителе даны значения Кэ для сталей С 44/29, С 46/33, С 52/40, в знаменателе — для стали С 38/23.

Основной металл в месте соединения с лобовым швом относят к группе 4 или 7 в зависимости от наличия или отсутствия обработки.

В строительных конструкциях расчет прочности производят с учетом расчетных сопротивлений (см. гл. 2). Значения расчетных сопротивлений при переменных нагрузках умножают на коэффициент

γ=c/(a-br) (4.4)

в случае, если наибольшее напряжение растягивающее, и

γ=c/(b-ar), (4.5)

если наибольшее напряжение сжимающее, где r— характеристика цикла; коэффициенты а, b и с находят из табл. 4.7.

Таблица 4.7

Коэффициенты а, Ь и с

Пример 1. Определить несущую способность прикрепления полосы шириной 200 мм и толщиной s = 10 мм к косынке лобовым швом длиной l1= 20см и двумя фланговыми l2 = 5 см; r = 0,2; сталь С 38/23; расчетное сопротивление R = 210 МПа для основного металла при растяжении и Rу = 150 МПа при срезе для угловых швов. Допускаемое напряжение находим при условии, что коэффициент условия работы т = 0,9; коэффициент безопасности k= 1,1; число нагружений N > 5-10⁶.

Допускаемые напряжения при статическом нагружений

в угловых сварных швах

Согласно табл. 4.6, соединение относится к группе 8. По табл. 4.7 находим коэффициенты с = 0,85; а = 4,8; b = 4,2;

Несущая способность сварного соединения по основному металлу в зоне сварных швов

Проверяем равнопрочность сварных швов основному металлу при статическом нагружений.

Для основного металла

Для угловых швов при β = 0,7 и катете К = 1 см

Так как Р2 > P1, то равнопрочность обеспечена и несущая способность сварного соединения при переменных нагрузках определяется найденным значением Р = 0,0738 МН.

Пример 2. Определить напряжения в швах, прикрепляющих уголок 100 Х Х 100 Х 10 мм из стали С 46/33 одним лобовым lл = 10 см (размер уголка) и двумя фланговыми швами lфл1 = 20 см и lфл2 = 8 см; Р = 250 кН; расчетное сопротивление на растяжение в металле R = 290 МПа; на срез в угловых швах Ry = 200 МПа; число нагружений N = 10⁶. Характеристика цикла r =0,6. Преобладающее напряжение сжимающее. Коэффициент условия работы т = 0,8, коэффициент безопасности k = 1, 2.

Допускаемое напряжение в основном металле при статических нагружениях

В угловом шве

Соединение относится к группе 8. Согласно табл. 4.6,

Допускаемое напряжение в основном металле

Напряжение от силы Р в уголке (площадь сечения F = 19,6 см²)

Таким образом, прочность соединения по основному металлу обеспечена. При статическом нагружений несущая способность уголка

Соответственно несущая способность угловых швов

Так как Р1 ≈ Р2 то при переменных нагрузках проверка прочности сварных швов не требуется.

Расчет сварных соединений при проектировании кранов конструкции Мннтяжмаша имеет ряд особенностей но сравнению с расчетом по СНиПу.

При определении предела выносливости значения эффективных коэффициентов концентрации напряжений Кэ используют непосредственно, причем не только применительно к основному металлу вблизи шва, но и при расчете самих сварных швов. Изменяется и оценка долговечности. Если по СНиПу долговечность рассчитывают

изменением коэффициентов а, b, с (см. табл. 4.7) через значительные интервалы чисел нагружений: 0,5·10⁶; 10⁶ и т.д., то по нормативам Минтяжмаша долговечность оценивают по отношению числа ожидаемых крановых нагруженнй к числу нагружений, определяющих предел выносливости. Иначе оценивают и значение полезной нагрузки в зависимости от режима работы крана (тяжелый, средний). Не анализируя глубоко особенности расчета прочности крана как целого сооружения, рассмотрим методы расчета

сварных соединений в крановых конструкциях.

Допускаемое напряжение в основном металле, околошовной зоне и в сварном шве определяется соотношением [σ]p = σ r/ n, где σ r — предел выносливости для элементов, конструкций в зависимости от эффективного коэффициента концентрации Kэ и характеристики цикла r; п — коэффициент запаса, который может быть в первом приближении принят 1,6.

Значения эффективных коэффициентов концентрации напряжений Кэ характерных типов сварных соединений для основного металла приведены в табл. 4.6, а для сварных швов — в табл. 4.8. Значения σ r, даны в табл. 4.9.

При ограниченной выносливости, т.е. при числе нагружений

N ≤ 2·10⁶, данные табл. 4.9 умножают на коэффициент ζ, значения которого для Кэ ≥ 2 даны в табл. 4.10.

Таблица 4.8

Дата добавления: 2015-07-08