Расчет на прочность фланговых сварных соединений

Сварка - технологический процесс соединения деталей, основанный на использовании сил молекулярного сцепления.

В настоящее время - наиболее распространенный способ получения различных металлических конструкций.

В настоящее время освоена сварка почти всех конструкционных сталей (включая легированные), освоена сварка чугуна, алюминия, некоторых пластмасс.

Достоинства:

1) экономия материала

2) высокая производительность и возможность автоматизации

3) низкая трудоемкость, низкая стоимость

4) бесшумность

Недостатки:

1) трудно контролировать качество шва

2) хуже работают при переменных и вибрационных нагрузках

3) не все материалы хорошо свариваются

4) трудно варить тонкостенные детали

5) местный прогрев приводит к появлению остаточного напряжения и короблений

Расчет на прочность соединения внахлест

1) фланговые

Установим характер распределения напряжений по длине флангового шва. Для этого изобразим эпюры нагрузок по элементам 1 и 2.

По элементу 1 нагрузка уменьшается слева направо от F до 0, на элементе 2 прямо наоборот. Возьмем произвольное сечение х, выделим элемент сварного шва ∆l и рассмотрим его деформацию на каждой из полос под действием нагрузок F₁ и F₂.

, так как , то , т.е.

т.е. в сечении имеет место разница деформации.

Разница деформации на различных участках шва будет различна, наибольшая разница деформации будет иметь место на краях шва. По закону Гука деформации пропорциональны напряжениям, поэтому на краях шва напряжения будут наибольшими. Причина неравномерного распределения напряжений по краям шва - это податливость соединяемых деталей.

Чем больше длина шва, тем больше неравномерность l < 50К

Если нагрузка F постоянная (стацион), то при ее увеличении напряжение на краях шва могут достичь предела текучести. При этом напряжение по длине шва выравнивается и разрушение происходит практически одновременно по всему шву. В этом случае в расчетах можно считать распределение напряжения постоянным и записать расчет на прочность в следующем виде.

Если нагрузка F переменная, то при ее увеличении напряжение на краях шва могут достичь предела выносливости. Предел выносливости, как правило, меньше предела текучести и усталостное разрушение произойдет раньше, чем материал потечет.

В этом случае нельзя делать допущения о распределении неравномерном по длине шва.

Фланговые сварные соединения нагруженные моментом

В этом случае напряжение по длине шва изменяется как по величине, так и по направлению. Они будут пропорциональны расстоянию от центра тяжести до рассматриваемой точки и перпендикулярны к ним. Рассчитывают такие соединения по формуле кручения,

где полярный момент сопротивления в плоскости разрушения, на практике довольно часто l_ф<b, в этом случае выполняют приближенный расчет, заменяя действие момента парой сил и считают падение напряжений

Дата добавления: 2015-11-14