Расчет с угловыми швами на действие момента в плоскости перпендикулярной плоскости расположения шва
Консоль двутаврового профиля прикрепляется угловым швом путем обварки по периметру профиля. Размеры поперечного сечения показаны на рис. 1
Изгибающий момент $M = 75$ кНм. Материал консоли - листовая сталь марки 15ХСНД $R_ { yn } = 345$ МПа, $R_ { un } = 490$ МПа. Сварка выполняется полуавтоматом в углекислом газе проволокой диаметром 2 мм марки Св-08Г2С в нижнем положении $R_ { wf } = 215$ МПа, $\beta _ { f } = 0,9$. Коэффициенты условий работы $\gamma _ { wf } =\gamma _ { c } = 1$.
Необходимо определить катет углового шва.
Решение
Сечение, по которому следует производить расчет сварного соединения для указанного сочетания стали, сварочной проволоки и способа сварки - по металлу шва. Расчет должен выполняться по формуле $M / W_ { f } \leqslant R_ { wf } \gamma _ { wf } \gamma _ { c } $.
Момент сопротивления расчетного сечения периметра швов
$W_ { f } =I_ { f } / y_ { max } $,
где момент инерции расчетного сечения $ I_f \approx \beta _f \left[ { \frac { 2h_w^3 k_f } { 12 } +2b_f k_f \left( { \frac { h+k_f } { 2 } }\right)^2+2(b_f -t_w )k_f \left( { \frac { h_w -k_f } { 2 } }\right)^2 }\right]; $ $y_ { max } =h / 2 + k_ { f } $.
Для углового шва $k_ { f } = 10$ мм:
$I_ { f } = 0,9 { \ { } 2 \cdot 24^ { 3 } \cdot 1/12 + 2 \cdot 18 \cdot 1 [25,6 + 1) / 2]^ { 2 } + 2 (18 - 0,6) 1 [(24 - 1) / 2]^ { 2 } { \ } } = 11946 см^ { 4 } $;
$y_ { max } = 25,6 / 2 + 1 = 13,8 см; W_ { f } = 11946,9 / 13,8 = 866 см^ { 3 } $.
Напряжение в шве:
$\tau _ { f } =М / W_ { f } = 75 \cdot 10^ { 3 } / 866 = 86,6$ МПа;
$\tau _ { f } / R_ { wf } = 86,6 / 215 = 0,4$.
Таким образом, при $k_ { f } $ = 10 мм напряжение условного среза в соединении $\tau _ { f } $ в 0,4 раза ниже расчетного сопротивления $R_ { wf } $. Следовательно, катет углового шва в соединении должен быть принят $k_ { f } $ = 4 мм.
Рис. 1. К примеру расчета сварного соединения с угловыми швами на действие момента в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения швов
$b_ { f } = 18 см; t_ { f } = 0,8 см; t_ { w } = 0,6 см; h_ { w } = 24 см; h = 25,6 см$
$l_ { 1 } = 30$ см; $l_ { 2 } = 20$ см
Проверка прочности соединения при $k_ { f } $ = 4 мм показывает правильность расчета:
$I_ { f } = 4764 см^ { 4 } ; y_ { max } = 13,2 см; W_ { f } = 361 см^ { 3 } ; \tau _ { f } =M / W_ { f } = 75 \cdot 10^ { 3 } / 361 = 208 < 215$ МПа.
Далее:
Общий план работы над чертежами КМД
Линейный интеграл и циркуляция векторного поля
Общие положения оформления чертежей КМД
Свойства потока векторного поля
Рекомендации к разработке чертежей КМД
Чертеж трубопроводов
Научно-технический прогресс в проектировании металлоконструкций
Масштабы в чертежах КМД
Металлические конструкции. Вопросы и ответы
Учет допусков на размеры проката
Вопросы прочности при разработке чертежей КМД
Основные правила оформления деталировочных рабочих чертежей
Скалярное поле, производная по направлению, градиент
Инвариантное определение дивергенции
Работа конструктора над технологичностью конструкций
Огравление $\Rightarrow $