Расчет сварных соединений со стыковыми швами

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

Сварные соединения со стыковыми швами, воспринимающие продольные растягивающие или сжимающие силы выполняют прямыми или косыми. Расчет таких соединений выполняется в следующей последовательности.

1) прямые швы (рис.47а, б)

при растяжении

В приведенных формулах (4) – (8) приняты следующие обозначения: АШ, WШ, IШ – соответственно, площадь, осевой момент сопротивления и осевой момент инерции площади сечения сварного шва;

Q – поперечная сила;

SШ – статический момент относительно нейтральной оси части сечения сварного шва, расположенной выше уровня рассматриваемых волокон;

lШ и s – соответственно расчетная длина и толщина шва;

a - угол между направлением продольной силы и осью косого шва.

Расчетная длина шва lШ принимается равной фактической l, если концы шва выведены на выводные планки. Если шов не выведен на выводные

планки, то его расчетная длина уменьшается на 10 мм, т.е. L Ш = L – 10. Расчетная толщина шва s принимается равной толщине основного металла, если шов выполнен с полным проваром. Если же шов заварен не на всю толщину, то s берется равной истинной толщине шва.

Расчет соединений с угловыми швами

Угловыми швами выполняются нахлесточные, тавровые и угловые со- единения. Практика показывает, что разрушение угловых швов происходит по сечению, совпадающему с биссекторным сечением шва (рис.48).

Поэтому расчет прочности швов производится по опасной плоскости шва, совпадающей с биссектрисой прямого угла.

Расчетная площадь углового шва FШ определяется по формуле

FШ=hР×LШ,

где hР = b × K - расчетная высота поперечного сечения углового шва;

b - коэффициент для определения расчетной высоты углового шва;

K – катет углового шва;

LШ – расчетная длина шва.

В зависимости от формы поперечного сечения (нормального, выпуклого, вогнутого) и способа сварки, коэффициент b принимается равным:

для однослойной автоматической сварки 1,1

для однослойной механизированной и многослойной автоматической 0,9 для многослойной механизированной 0,8

для ручной 0,7.

Часто при расчетах прочности соединений с угловыми швами коэффициент b принимается равным 0,7, независимо от способа сварки. Это ведет к большему запасу прочности рассчитываемого соединения.

При расчете сварных соединений с угловыми швами необходимо учи- тывать следующие обстоятельства:

1. Размеры и форму сварных угловых швов следует принимать с учетом следующих условий:

а) катеты угловых швов должны быть не более 1,2 s,

где s - наименьшая толщина соединяемых деталей;

б) катеты угловых швов следует принимать по расчету на прочность, но не менее значений, указанных в табл.8.

в) расчетная длина углового шва должна быть не менее 4K и не менее 40 мм;

г) расчетная длина флангового шва должна быть не более 50K, за исключением швов, в которых усилие действует на всем протяжении шва;

д) размер нахлестки должен быть не менее 5 толщин наиболее тонкого из свариваемых элементов;

е) соотношение размеров катетов угловых швов следует принимать, как правило, 1: 1. При разных толщинах свариваемых элементов допускается принимать швы с неравными катетами; при этом катет, примыкающий к более тонкому элементу, должен соответствовать требованиям пункта 1а, а примыкающий к более толстому элементу – требованиям пункта 1б.

2. Применение односторонних угловых швов не допускается в конструкци ях, испытывающих действие динамических и усталостных нагрузок и эксплуатируемых в среднеагрессивных и сильноагрессивных средах. Расчетные формулы несущей способности угловых сварных швов со- ставляются в предположении, что напряжения вдоль швов при действии продольных или поперечных сил распределены по длине швов равномерно. В соответствии с этим условие прочности для соединения с двумя лобовыми швами (рис.49а) и с фланговыми швами (рис.49б) имеет вид

Некоторую особенность представляет расчет прочности швов, прикре- пляющих уголок, работающий под действием продольной силы (рис.51). Принимаем, что усилие F в уголке действует в плоскости прикрепленной полки. Так как центр тяжести сечения уголка находится не посередине ширины уголка, то шов, расположенный ближе к центру тяжести, воспринимает большую нагрузку, чем шов, расположенный дальше от центра тяжести.