|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт – Институт физики высоких технологий
Направление – Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов
Кафедра − Теоретической и прикладной механики
РАСЧЕТ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ, НАГРУЖЕННОГО
ПОПЕРЕЧНОЙ СИЛОЙ
Наименование работы
Пояснительная записка к РГР № 2
по курсу «Детали машин и основы конструирования»
Наименование учебной дисциплины
Вариант № 1.1
Выполнил студент гр. 2Е01 __________ _____________ О.И. Богданов
Подпись Дата И.О.Фамилия
Проверил старший преподователь ________ _______ Г.П. Борисенко
должность Подпись Дата И.О.Фамилия
Томск – 2012
Содержание
1. Техническое задание ……..………………………………………….……….3
2. Введение ……………….………..…………………………………….………4
3.1. Определение проекций приложенной силы……………………….…..…...5
3.2. Определение касательных напряжений в каждом сечении……….….…..6
3.3. Расчет на прочность сварного соединения…………………….……......…9
4. Приложение 1 - Точечное сварное соединение…….……….……..….……10
5. Заключение…………………………………………………….…..……….…11
6. Список литературы……………………………………………….………….12
Техническое задание
По данным [1] спроектировать способ крепления полосы к швеллерной балке и рассчитать сварное соединение:
Швеллер №24; F=10 kH; рад=27°; l 1=0,6 м, l 2=0,5 м; a=0,18 м; b=0,002 м.
[1. стр. 7].
ВВЕДЕНИЕ
Целью работы является получить практические навыки расчёта сварного соединения нагруженного поперечной силой. Проанализировать полученный результат с технико-экономической точки зрения.
Сварка – это процесс получения соединений путем получения межатомных связей между поверхностями свариваемых заготовок за счет их плавления и пластической деформации. Следовательно, сварное соединение – неразъемное; оно образуется путем сваривания материалов деталей в зоне стыка и не требует никаких вспомогательных элементов. Прочность соединения зависит от однородности и непрерывности материала сварного шва и окружающей его зоны. Сварной шов – это затвердевший после сварки металл, соединяющий сваренные детали.
Применяемые в современном машиностроении виды сварки весьма разнообразны. Каждый из них имеет свои конкретные области применения. Из всех видов сварки наиболее распространена электрическая. Различают два основных вида электросварки: дуговую и контактную.
В зависимости от расположения соединяемых частей существуют различные виды сварных соединений. В данном индивидуальном задании детали соединены внахлест угловым сварным швом.
Преимущества сварного соединения:
- невысокая стоимость соединения, благодаря малой трудоёмкости и простоте сварного шва;
- сравнительно небольшая масса;
- сечение детали не ослабляется отверстием.
Недостатки сварного соединения:
- появление коробления, остаточных напряжений после сварки;
- недостаточная надёжность при вибрационных ударных нагрузках.
- трудность контроля качества;
- человеческий фактор.
3.1. Определение проекций приложенной силы.
По начальным условиям швеллер – № 24.
Исходя из данных [2. стр.441 табл. 24.47] высота швеллера hшвел.=240мм.
Найдём проекции силы F (рис2):
3.2. Определение касательных напряжений в каждом сечении.
В данном расчете был выбран угловой комбинированный шов, необходимо проверит условие:
- максимальное расчётное напряжение среза в сварном шве.
- допускаемое напряжение на срез шва.
Разрушение угловых швов происходит по наименьшему сечению плоскостью, проходящей через биссектрису прямого угла или близко к ней.
В данном задании будем рассчитывать угловой комбинированный шов.
k - катет сварного шва – назначаем 5 мм., изначально полагая, что напряжение в опасных сечениях швов распределяется равномерно и применяя принципы суперпозиции при рассмотрении действий на силовой фактор определяем рабочее напряжение.
рис.3
Из рисунка 4 можно заметить, что по всей длине шва распределяются касательные напряжения :
где - суммарная площадь опасных сечений всех швов.
Приложенная сила даёт момент в центре кронштейна, равный:
Внешний момент создает напряжения , где где – максимальное расчетное напряжение в точке шва, наиболее удаленной от центра тяжести площадей опасных сечений;
т.к. , тогда:
Подставив в формулу момента, получим:
Подставив в уравнение все известные значения, можем найти :
Находим
Как видно из рисунка 4, самые нагруженные сечения нижнее и правое. Для нахождения самого нагруженного сечения вычерчиваем все напряжения, действующие на них, в масштабе, ссылаясь на (рис. 4) находим результирующее напряжение для каждого сечения (рис. 5). Для векторов сил выбираем масштаб 50 кH/мм.
Па;
Па;
;
Произведя сложение векторов сил для каждого сечения в отдельности, можно сказать, что максимальная нагрузка приходиться на правое сечение. Равнодействующая всех напряжений , действующих на нижнее сечение, равна МПа.
3.3. Расчет на прочность сварного соединения.
Согласно [2, с.54] допускаемое напряжение на срез шва равно:
где – допускаемый коэффициент запаса прочности. Для Стали Ст3 и 10: ; [2. c.89], тогда
*
т.е. условие выполняется. Так как максимальное расчётное напряжение, много меньше допускаемого напряжения, то целесообразно применить точечное сварное соединение. Пример такого соединения представлен в приложении 1.
Приложение 1
4. Точечное сварное соединение.
Заключение.
В данной расчётно-графической работе были определены результирующие напряжения каждого сечения сварного соединения кронштейна, и определено, что максимальное из них удовлетворяет допускаемому напряжению. Таким образом, принято решение использовать точечное сварное соединение. Целесообразно сваривать углы и середину, так как именно эти места более подвержены разрушению.
Список литературы
1. Богданов О.И. Расчет болтового соединения. Пояснительная записка к расчетно-графической работе по дисциплине «Детали машин и основы конструирования». – Томск, 2012г. С 1-18.
2. Гузенков П.Г. Детали машин: Учеб. для вузов. – 4-е изд., испр. М.: Высш. шк., 1986. – 359 с.: ил.
3. Детали машин. Учебник дл машиностроительных специальностей вузов/ М.Н. Иванов, В. А. Финогенов – 9-е изд., испр. – М.: Высш. шк., 2005 – 408 с.: ил.
4. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для техн. спец. вузов – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк.,
5. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т. 1. – 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой – М.: Машиностроение, 2001. – 920 с.: ил.
Дата добавления: 2015-09-30; просмотров: 24 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| | Популизм - (от лат.populus — народ) — политическая позиция или стиль риторики, апеллирующие к народным массам. |