Расчеты на прочность сварных швов
Прикладная механика
Отчет
По лабораторной работе «Изучение конструкции валов и осей»
Руководитель _____________________
(Ф.И.О)
Студент группы_____________________
___
(Ф.И.О)
Красноярск 2012
Лабораторная работа №2
Исследование геометрических параметров и работоспособности сварных соединений.
1. Цель работы:
ü научиться определять основные типы сварных швов по условному их обозначению;
ü научиться составлять расчетные схемы сварных соединений и освоить методику расчета их работоспособности.
Общие сведения об электродуговой сварке.
Среди большого разнообразия методов сварки наиболее распространена электродуговая сварка – расплавление металла теплом электрической дуги. В процессе сварки образуется неразъемное соединение за счет локального расплавления кромок свариваемых деталей и формирование общей ванны жидкого металла – сварочной ванны, которая при охлаждении кристаллизуется. Затвердевшей после сварки металл, соединяющий свариваемые детали, называется сварным швом.
Так как в данной лабораторной работе используются образцы сваренные именно этим методом, то рассмотрим общие пояснения.
Многочисленные способы электродуговой сварки разделяют на две основные группы: плавящимся электродом и неплавящимся электродом. Первая группа объединяет разновидности сварки, в которых электрод служит не только для поддержания устойчивого дугового разряда, но, расплавляюсь, он участвует в формировании сварного шва.
Вторая группа объединяет разновидности способов сварки, в которых электрод не участвует в образовании сварного шва и служит только для поддержания дугового разряда; в зону горения дуги подается присадочная проволока. Эти способы сварки выполняются в среде защитного газа.
Сварные соединения
Для сварки части конструкции соединяют одним из следующих способов: встык, втавр, углом или внахлестку. Форма сварного шва для соединения деталей встык называется стыковой; соединения втавр, угловые или внахлестку выполняют швом , форма которого называется угловой.
Кроме указанного деления классифицируют:
Ø по расположению в пространстве: нижние , потолочные, вертикальные, горизонтальные.
Ø по протяженности: непрерывные и прерывистые; прерывистые характеризуются шагом шва и могут быть выполнены в шахматном порядке или цепным способом;
Ø по расположению относительно линии действия сил: лобовые, фланговые, косые, комбинированные, прорезные, точечные.
Стыковые швы при сваривании деталей толщиной до 8 мм выполняются без разделки кромок, а при большей толщине соединяемых деталей их кромки обрабатываются под определенным углом к поверхности. Такая подготовка кромок повышает качество шва.
4. Условные обозначения швов сварных соединений.
Условные изображения и обозначения швов сварных соединений даны в ГОСТ 2.312-72. В соответствии с этим стандартом знаки выполняются сплошными тонкими линиями, высота их должна быть такой же, как высота цифр, входящих в обозначение шва. Пример обозначений швов представлены на рис.3
а – усиление шва снять;
б – наплывы и неровности обработать с плавным переходом к основному металлу;
в – выполнить при монтаже изделия;
г – прерывистые или точечные цепным расположением (угол наклона линии = 600)
д – прерывистые или точечные с шахматным расположением;
е – по замкнутой линии;
ж – по незамкнутой линии; знак применяют; если расположение шва не ясно из чертежа.
Расчеты на прочность сварных швов.
5.1 Величина допускаемых напряжений в сварных швах.
Величина допускаемых напряжений сварного шва уславливается в долях от допускаемого напряжения для основного металла. Эта зависимость при статическом нагружении отражена в табл.1
Таблица 1 – Допускаемые напряжения для материала сварных швов при статической нагрузке
| Метод сварки | Допускаемые напряжения | |
| Автоматическая и полуавтоматическая электродами высшего класса (типа Э42А, Э50А) под слоем флюса или в среде защитного газа | ||
| Ручная электродами обычного качества (типа Э32, Э50) |
5.2 Расчет прочности стыковых швов
Стыковые швы рассчитывают на прочность по номинальному сечению соединяемых элементов без учета утолщения швов. Для расчета напряжений в швах используют те же уравнения, что и для целых элементов.
Если сварное соединение работает на растяжения (сжатие), то прочность соединяемых деталей рассчитывается по условию.
5.3 Расчет прочности угловых и валиковых швов.
В инженерной практике принято расчет прочности угловых и валиковых швов производить на срез при всех видах нагружения. В некоторых случаях этот метод является условным и приближенным.
Разрушение угловых швов (рис.3,а) обычно происходит по наименьшему сечению, совпадающему с биссектрисой прямого угла. По этой плоскости проверяют прочность углового шва.
Расчетные уравнения прочности швов составляются в предположении, что напряжение вдоль швов распределены равномерно. Вследствие фактически неравномерного распределения напряженной вдоль фланговых швов их длину рекомендуется ограничивать. Угловые, валиковые швы выполняют обычно К= , но обычно не мене 3 мм.
Слабым сечением является сечение 1-1, поэтому расчет угловых, валиковых швов ведут в этом сечении, расположенном под углом 450 к сдвигающим силам.
Для нормальных швов высота биссектрисы определяется по формуле
К sin 45 = 0,7 К
Площадь разрушения
А = 0,7 К b