Расчет сварного соединения с угловыми швами на действие момента в плоскости расположения швов
Полоса прикрепляется двумя горизонтальными и одним вертикальным швом { рис. 1 } .
Изгибающий момент $M = 55$ кНм. Материал пластины - сталь марки ВСт3 $R_ { un } = 370$ МПа. Сварка выполняется покрытыми электродами типа Э46 $R_ { wf } = 200$ МПа, $\beta _ { f } = 0,7$. Коэффициенты условий работы $\gamma _ { wf } =\gamma _ { c } = 1$. Необходимо определить катет углового шва.
Решение
Для указанного сочетания стали, электродов и способа сварки расчетным сечением является сечение по металлу шва, поэтому расчет должен выполняться по формуле: $ M/(I_ { fx } +I_ { fy } )\sqrt { x^2+y^2 } \leqslant R_ { wf } \gamma _ { wf } \gamma _c$
Рис. 1. К примеру расчета сварного соединения с угловыми швами на действие момента в плоскости расположения швов
Центр тяжести периметра швов определяется по формуле
$x_ { \mbox { ц } } = (l^ { 2 } _ { 1 } - 0,5 l_ { 2 } k_ { f } ) / (2l_ { 1 } +l_ { 2 } )$.
При $k_ { f } = 10$ мм $х_ { \mbox { ц } } = (900 - 0,5 \cdot 20) / (60 + 20) = 11$ см.
Координаты точки $A$, наиболее удаленной от центра тяжести расчетного сечения швов, $х = 19$ см, $у = 10$ см.
Моменты инерции расчетного сечения соединения по металлу шва относительно его главных осей:
$I_ { fx } \approx \beta_ { f } { \ { } l^ { 3 } _ { 2 } k_ { f } / l_ { 2 } + 2l_ { 1 } k_ { f } [(l_ { 2 } +k_ { f } ) / 2]^ { 2 } { \ } } $; $I_ { fy } \approx \beta _f \left[{ 2\left[ { \frac { l_1^3 k_f } { 12 } +l_1 k_f \left( { \frac { l_1 } { 2 } -x_ц }\right)^2 }\right]+l_2 k_f \left( { x_ц +\frac { k_f } { 2 } }\right)^2 }\right]$
Для углового шва $k_ { f } = 10$ мм с учетом того, что расчетная длина шва принимается меньше его полной длины на 10 мм $(l_ { 1 } = 29 см)$:
$I_ { fx } = 0,7 { \ { } 20^ { 3 } \cdot 1/12 + 2 \cdot 29 \cdot 1 [(20 + 1) / 2]^ { 2 } { \ } } = 4942 см^ { 4 } $;
$I_ { fy } = 0,7 { \ { } 2[29^ { 3 } \cdot 1/12 + 29 \cdot 1 (29 / 2 - 11)^ { 2 } ] + 20 \cdot 1 (11 + 1/2)^ { 2 } { \ } } = 5194 см^ { 4 } $;
Расстояние от центра тяжести периметра швов до точки $А$
$\sqrt { x^2+y^2 } =\sqrt { 11^2+10^2 } =21,5$ см.
Напряжения в соединении:
$\tau _ { f } = 55 \cdot 10^ { 3 } \cdot 21,5 / (4942 + 5194) = 117$ МПа.
$\tau _ { f } / R_ { wf } = 117 / 200 = 0,58$.
Таким образом, при $k_ { f } = 10$ мм напряжения в соединении $\tau _ { f } $ составляют 0,58 от расчетного сопротивления $(R_ { wf } )$. Следовательно, катет шва в соединении должен быть принят $k_ { f } = 5,8$ мм $\approx 6$ мм.
Проверка прочности соединения при $k_ { f } = 6$ мм показывает правильность расчета:
$I_ { fx } = 2864 см^ { 4 } ; I_ { fy } = 3078 см^ { 4 } ; \sqrt { x^2+y^2 } = 21,5$ см.
$\tau _ { f } = 55 \cdot 10^ { 3 } \cdot 21,5 / 5942 = 199 < 200$ МПа.
Далее:
Организация производства и технологические условия завода
Чертеж элементы башни из труб
Инвариантное определение дивергенции
Соответствие конструктивного решения расчетной схеме
Поток векторного поля через поверхность
Несобственные интегралы по неограниченной области
Чертеж трубопроводов
Чертеж стропильной фермы из труб
Общие положения оформления чертежей КМД
Гармонические поля
Чертеж резервуара объемом 25 м3
Примеры рабочих чертежей металлоконструкций КМД
Разработка и расчет узлов в проекте КМД
Онлайн калькуляторы и программы расчета конструкций
Рекомендации к разработке чертежей КМД
Огравление $\Rightarrow $