Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ ТЕХНІКУМ ЗВАРЮВАННЯ
ТА ЕЛЕКТРОНІКИ ІМЕНІ Є. О. ПАТОНА
«РОЗРАХУНОК ЗВАРНИХ СТИКОВИХ З’ЄДНАНЬ»
Методичні рекомендації до самостійної підготовки студентів
спеціальності 5.05050401 «Зварювальне виробництво»
з навчальної дисципліни «Зварні конструкції»
Дніпропетровськ
2009
Методичні рекомендації призначені для самостійної роботи студентів спеціальності 5.05050401 «Зварювальне виробництво» як денної так і заочної форм навчання під час підготовки до практичних занять та виконання індивідуальних розрахункових завдань з дисципліни «Зварні конструкції».
В методичних рекомендаціях розглянуті теоретичні питання щодо особливостей структури та властивостей зварних стикових з’єднань, основні положення їх розрахунків та конструювання, визначені основні конструктивні вимоги при проектуванні.
В методичних рекомендаціях надані методичні вказівки щодо розрахунків зварних стикових з’єднань, наведені приклади їх проектування.
Методичні рекомендації містять індивідуальні розрахункові завдання та контрольні питання для самостійної роботи студентів.
Розглянуто на засіданні циклової комісії спецдисциплін спеціальності 5.05050401 „Зварювальне виробництво”
Протокол № _____ від _________________
Ухвалено методичною радою технікуму.
Протокол № __ від _______200__ р.
ЗМІСТ
ЗАГАЛЬНІ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
…………………………….......................4 Основні конструктивні вимоги при проектуванні зварних стикових з’єднань …………………………………………………………………………….13 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО РІШЕННЯ ЗАДАЧ ...................................
14 Розрахунки на міцність зварювального шва .........................................................
14 Розрахунки розмірів перерізу зварного шва ...........................................................
14 Розрахунки максимально допустимого навантаження, яке зможе витримати задане зварне з’єднання. .....................................................................
15 Приклади вирішених задач……………………………………………… ……….15ІНДИВІДУАЛЬНІ ЗАВДАННЯ .............................................................................
21КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ .....................................................................................
26 ВИКОРИСТАННІ ДЖЕРЕЛА ...............................................................................
2 7
Тема: Розрахунок зварних стикових з'єднань на різні види навантаження: розтягання, стиснення, зріз та згинання
Мета: Придбати навички:
1 Використання нормативною та довідковою літературою.
2 Виконання розрахунку типових стикових зварних з'єднань при різних видах навантаження, а саме:
а) перевірка на міцність;
б) визначення розмірів перерізу зварного стикового шва;
в) визначення максимального навантаження, яке може витримувати зварне стикове з’єднання при заданих умовах.
Стикові з’єднання використовуються в багатьох металоконструкціях, а саме: балках, колонах, але особливо в листових конструкціях (резервуарах, газгольдерах, бункерах, силосах, трубопроводах тощо). Вони добре забезпечують герметичність, зручні для фізичних методів контролю якості швів та характеризуються менш різкою концентрацією напруження у порівнянні з іншими зварними з’єднаннями. Їхнім недоліком є необхідність додаткової обробки граней з’єднуваних елементів значної товщини для забезпечення повного провару (рис.1). Чим більша товщина елементів, які підлягають з’єднанню, тим складніший вид обробки використовують і більший кут зрізання граней. Загалом рекомендовані кути найчастіше перебувають у межах =30..70.
Стикові шви у з’єднанні можуть бути розміщенні перпендикулярно або під кутом до лінії дії сили. Такі з’єднання найраціональніші, прості, надійні та економічні по витратам матеріалу, мають найменші концентрації напружень.
Рис.1 Стикові шви і обробка граней перед зварюванням:
а – без обробки; б, в – односторонні Y- та К-подібні; г, д – двосторонні V- та X-подібні; е – криволінійна обробка.
Принципи розрахунку і конструювання зварних стикових з’єднань такі ж, що і основних конструктивних елементів. Всі зварні шви, руйнування яких може привести до виходу всієї конструкції зі строю, обов'язково розраховують по діючому зусиллю на міцність.
Міцність наплавленого металу залежить від властивостей зварювальних матеріалів, що використовуються, методів контролю якості та може бути нижче, такої же чи вище міцності основного металу. Зварні шви повинні бути по можливості рівноміцними з основним металом елементів конструкцій, що відповідає вимогам економічності зварної конструкції. Підсилення зварного з'єднання у порівнянні з цілим елементом подорожчає конструкцію і не поліпшує умов її експлуатації.
Недостатня міцність зварного з'єднання принижує несучу спроможність всієї конструкції, не дозволяє повністю використовувати робочий переріз її елементів. Таким чином, відповідно до основних положень розрахунку зварних конструкцій на міцність, для одержання зварного з'єднання рівноміцного з основним металом необхідно сконструювати його так, щоби напруження, які виникають під дією зусиль в даному перерізі зварного шва, що розглядається, не перевищували значень розрахункових опорів , , (при розрахунку по граничному стану). Причому, розрахункові опори зварних швів у більшості разів відрізняється від таких же величин основного металу.
Також, як і для основного металу конструкцій розрахункові опори наплавленого металу швів установлюють відповідно до СНиП ІІ-23-81*. Залежно від виду навантаження, методу контролю і способу зварювання розрахункові опори наплавленого металу шва визначають по формулам приведеним у таблиці 1.
Таблиця 1
Розрахункові опори зварних стикових з'єднань стальних конструкцій
|
№ з/п |
Вид деформації |
Спосіб зварювання |
Метод контролю |
Формула для розрахунку |
|
1 |
Стискання, розтягнення та згинання |
Автоматичне, напівавтоматичне чи ручне |
Фізичний |
- по межі текучості |
|
- по межі тимчасового опору |
||||
|
2 |
Стискання |
Візуальний |
- по межі текучості |
|
|
- по межі тимчасового опору |
||||
|
3 |
Розтягнення та згинання |
Візуальний |
- по межі текучості |
|
|
- по межі тимчасового опору |
||||
|
4 |
Зсув- зріз |
Як візуальний так і фізичний |
- по межі зрізу |
Примітка:
а) - розрахунковий опір основного металу по межі текучості приймається залежно від марки сталі по таблиці 51 СНиП ІІ-23-81;
- розрахунковий опір основного металу по межі тимчасового опору приймається залежно від марки сталі по таблиці 51 СНиП ІІ-23-81;
розрахунковий опір основного металу на зріз;
- розрахунковий опір металу шва по межі текучості;
- розрахунковий опір металу шва по межі тимчасового опору;
- розрахунковий опір металу шва на зріз.
б) Розрахункові опори стикових з'єднань, які виконуються всіма видами дугового зварювання, приймаються рівними опорам стального прокату з умови забезпечення повного провару з’єднувальних елементів шляхом двостороннього зварювання, одностороннього зварювання з підварюванням кореню шва чи одностороннім зварюванням на підкладці.
в) Стикові шви, які працюють на стискання та зсув, менш піддаються впливу внутрішніх дефектів, за рахунок пластичних деформацій, тому визначення розрахункових опорів металу шва не залежать від методу контролю, вони дорівнюються розрахунковим опорам основного металу і для них достатні візуальні методи контролю якості.
г) Мета фізичного контролю – виявлення внутрішніх, таких які не виявляються візуально, концентраторів напруження, а саме: газові пори, які утворюються внаслідок швидкого затвердіння газонасиченого розплавленого металу, шлакові включення, які є результатом неохайної очистки кромок деталей та зварювальної проволоки від іржи, окалини та бруд, а також дефекти, які виникають при зварюванні довгою дугою; невірному нахилу електрода, недостатній силі току та завищення швидкості зварювання.
Зварні стикові шви працюють також як працюють з’єднані ними елементи, тому сам шов може розглядатися як продовження будь якого з елементів, а все з’єднання в цілому – як один елемент. Розрахункові формули для стикових швів мають вид розрахункових формул для основного металу з’єднувальних елементів. Робочою площею шва є поздовжній переріз шва, який відповідає поперечному перерізу елементу. При цьому висота шва дорівнюється товщині з’єднувальних елементів, якщо вони однієї товщини та товщині більш тонкого елементу, якщо з’єднувальні елементи мають не однакову товщину (рис.2).
Якісно виконане стикове з’єднання має незначні концентрації напружень через наявність непровару і кратеру на кінцях шва ( рис. 3б), а також зміну товщини у місці наплавлення шва. Непровар і кратер ліквідують виведенням кінців шва на тимчасові технологічні планки (допоміжні) (рис. 4а), які після закінчення зварювання зрубують. Концентратори, зумовлені зміною товщини , зникають, якщо механічно ( струганням, фрезеруванням, шліфуванням) зняти метал шва, який виступає за межі з’єднуваних елементів.
Рис.2 Переріз стикового шва.
а –з’єднувальні елементи однієї товщини; б - з’єднувальні елементи різної товщини
Стикове з’єднання може працювати на дію осьових сил (стиск та розтяг), згин, кручення, зріз та різні поєднання цих зусиль. Завдання розрахунку – забезпечити необхідну міцність шва. При цьому використовують основні формули опору матеріалів.
Основні формули для розрахунку зварних стикових швів наведені у таблиці 2.
Таблиця 2
Основні формули для розрахунку зварних стикових швів
|
№ з/п |
Тип шва |
Схема зварного з’єднання та вид деформації |
Розрахункові формули |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1 |
Прямий стиковий шов |
а) розтягання |
|
|
б) стискання |
|||
|
|
Прямий стико-вий шов |
в) згинання |
|
|
г) зріз |
|||
|
д) згинання з розтяганням – стисканням |
|||
|
е) поперечне згинання |
1. 2. |
||
|
е) поперечне згинання (продовження) 3. |
|||
|
2 |
Косий стиковий шов |
|
де N - поздовжнє зусилля розтягання чи стискання;
М – згинальний момент;
Q – перерізувальна сила;
1.15-коефіцієнт, що враховує зміну міцності матеріалу при складному напруженому стані;
tmin – найменша товщина з’єднувальних елементів, якщо вони мають різну товщину;
- розрахункова довжина зварного шва залежить від таких умов:
Рис.3 Стиковий шов, що виконаний без допоміжних планок.
а – шов без допоміжних планок, б – фактична епюра нормальних напружень, в – розрахункові епюри
Рис.4 Стиковий шов, що виконаний з допоміжними планками.
а– шов на допоміжних планках, б – розрахункові епюри
1. Розрахунок стикових швів на міцність від діяння поздовжнього зусилля (по відношенню з’єднувальних елементів) оснований на припущені, що напруження розподіляється по довжині шва рівномірно ( рис.3, 4 та табл.2, схеми а, б).
Умова міцності при діянні на стикове з’єднання поздовжнього зусилля:
( 1 )
Так як при візуальних методах контролю якості шва, який виконаний напівавтоматичним чи ручним зварюванням, розрахунковий опор стикового шва розтяганню менш, чим у основного металу, довжина прямого шва може виявитися недостатньою. Тоді приходиться конструювати стик з косим швом (рис.5). Перевірка міцності в цьому випадку повинна виконуватися як по нормальним, так і по дотичним напруженням. Однак частіше за все перевірка міцності не потребується зовсім. Необхідно, однак, мати на увазі, що косий стик має ряд суттєвих недоліків: перевитрата основного та наплавленого металу, тому що косо зрізані при розкрою кінцеві заготівки часто йдуть у металолом, а об’єм наплавленого металу значно більше чим у прямого стику; виникнення після зварювання важко виправних вінтообразних деформацій. В силу цього косий шов є нетехнологічним видом зварного з’єднання то його необхідно робити тільки в розтягнутих зонах з напруженнями близькими до розрахункових опорів, при ручному зварюванні, з візуальними методами контролю. В інших випадках рекомендується конструювати прямі стики.
Рис.5 Стикове з’єднання за допомогою косого шва.
Умова міцності при діянні на стикове з’єднання за допомогою косого шва.поздовжнього зусилля:
( 2 )
( 3 )
2. Розрахунок стикових швів на міцність від діяння згинального моменту.
В цьому випадку стиковий шов працює на чисте згинання (рис.6 та табл..2, схема -в).
Умова міцності при діянні на стикове з’єднання згинального моменту
(4)
Рис.6 Нормальні напруження у стиковому шві від дії згинального моменту.
3. Розрахунок стикових швів на міцністьу випадку роботи шва на зріз (рис.7, та табл.2, схема-г).
Умова міцності при діянні на стикове з’єднання перерізувальної сили
( 5 )
Рис.7 Дотичні напруження у стиковому шві від дії перерізувальної сили.
4. Розрахунок стикових швів на міцність при сумісному діянні згинального моменту та перерізувальної сили.
В цьому випадку стиковий шов працює на поперечне згинання (рис 8; табл. 2, схема -е). В стальних конструкціях такі шви спочатку розраховуються окремо по нормальним () ( рис.6 ) та дотичним напруженням () (рис.7 ) Крім того зварні шви повинні бути перевірені по приведеному напруженню (); розрахованого як геометрична сума напружень (та ).
1. ( 6 )
2. ( 7 )
3. ( 8 )
Рис.8 Поперечне згинання та дотичні напруження у стиковому шві від дії перерізувальної сили та нормальні напруження від дії згинального моменту.
4. Розрахунок стикових швів на міцність при сумісному діянні згинального моменту М та поздовжньої сили N.
В цьому випадку стиковий шов працює в умовах складного опору (згинання з розтяганням - стисканням) і нормальні напруження від обох силових факторів підсумовуються алгебраїчно (рис. 9, табл. 2, схема -д ).
Рис.9. Нормальні напруження від дії згинального моменту та поздовжньої сили.
Умова міцності при діянні на стикове з’єднання згинального моменту та поздовжньої сили:
( 9 )
Необхідно пам’ятати, що при розрахунках на міцність зварних швів, у яких виникає складний напружений стан (у результаті дії різних силових факторів), визначається результуюче напруження, прирівняне до алгебраїчної чи геометричної суми напружень від кожного силового фактору окремо.
Основні конструктивні вимоги при проектуванні зварних стикових з’єднань:
Рис. 10. З’єднання металевих листів
а) різної ширини; б) різної товщини
При конструюванні зварних з’єднань, враховуючи конструктивні та технологічні вимоги, властивості основних та зварювальних матеріалів, вид напруженого стану шва, виконуються такі розрахунки:
Методичні вказівки щодо рішення задач
Для заданої марки сталі у залежності від виду та товщини прокату вибираємо розрахунковий опір основного металу (табл. 51. СНиП ІІ – 23–81).
Відповідно заданим умовам визначаємо розрахунковий опір стикового зварного шва ( табл.. 1).
Виконуємо розрахункові схеми зварювального з’єднання (табл..2, схеми а, б, в, г, д, е; рис. 4, 5, 6, 7, 8, 9).
Визначаємо розрахункову довжину шва () залежно від умов початку та закінчення зварного шва.
Залежно від навантажень діючих на зварне з’єднання та виду деформації записуємо формули, які визначають умови міцності зварного з’єднання (окремо для кожного виду навантажень та на їх сумісне діяння, якщо зварне з’єднання знаходиться у складному напруженому стані) ( табл.. 2; формули 1....10).
Виконуємо, розрахунки.
1.6.1 Необхідно пам’ятати, що усі величини які входять до формул умов міцності повинні мати одиниці вимірювання єдиної системи.
Висновки.
Для заданої марки сталі у залежності від товщини листового прокату вибираємо розрахунковий опір основного металу (табл. 51. СНиП ІІ – 23-81).
Відповідно заданим умовам визначаємо розрахунковий опір стикового зварного шва ( табл.. 1).
Виконуємо розрахункову схему зварного шва (табл..2, схеми а, б, в, г, д, е).
Залежно від навантажень діючих на зварне з’єднання записуємо формулу, яка визначає умову міцності зварного з’єднання (табл..2).
З формули умови міцності визначаємо невідомий мінімально допустимий розмір зварного шва чи .
2.5.1 Якщо визначається , попередньо необхідно знати величину розрахункової довжини шва залежно від умов початку та закінчення зварного шва.
2.5.2 Якщо визначається потрібна довжина зварного шва - b, необхідно спочатку визначити розрахункову довжини - , а потім залежно від умов початку та закінчення зварного шва знаходимо – b (фактичну довжину шва)
з виводом шва на планки;
без виводу шва на планки.
2.6 Підставляємо дані та виконуємо розрахунки.
2.7 Усі величини, які входять до формули умови міцності, повинні мати одиниці вимірювання єдиної системи.
2.8 Висновки.
Для заданої марки сталі у залежності від товщини листового прокату вибираємо розрахунковий опір основного металу (табл. 51. СНиП ІІ – 23-81).
Відповідно заданим умовам визначаємо розрахунковий опір стикового зварного шва (див. табл.. 1).
Виконуємо розрахункову схему зварного шва (табл..2, схеми а, б, в, г, д, е).
Визначаємо розрахункову довжину шва () залежно від умов початку та закінчення зварного шва.
Залежно від навантажень діючих на зварне з’єднання записуємо формулу, яка визначає умову міцності зварного з’єднання (табл..2).
З формули умови міцності визначаємо максимально допустиме навантаження, яке зможе витримати зварне з’єднання.
Підставляємо дані та виконуємо розрахунки.
Висновки.
Приклади вирішених задач
Приклад 1. Виконати розрахунок на міцність стикового зварного з’єднання листів шириною мм та товщиною мм, мм при діянні розрахункової поздовжньої сили Кн. Матеріал листів – сталь марки ВСт3пс6-1, зварювання ручне з повним проваром при візуальних методах контролю якості шва.
Порядок розрахунку
МПа
мм
;
кН/см2
21,2 кН/см2 >19,6 кН/см2
Висновок: міцність прямого стику недостатня. Необхідно зробити косий стик під кутом , який гарантує рівноміцність зварного шва та основного металу. Так як мм мм, більш товстий лист повинен мати скіс.
Приклад 2. Перевіряти міцність стикового з’єднання листів перерізом мм на сумісне діяння розрахункових згинального моменту М=20кНм та перерізувальної сили Q=125кН. Матеріал листів ВСт3Гпс5-1, зварювання автоматичне при фізичних методах контролю якості шва, , шов виконується без виводу на планки.
Порядок розрахунку
МПа
та розрахунковий опір стикового з’єднання зрізу.
МПа
мм
та дотичне напруження
Висновок: зварне з'єднання забезпечує міцність з усіх трьох умов
Приклад 3. Визначити ширину листів стикового шва, якщо на нього діє згинальний момент М=25кНм. Матеріал листів – сталь марки 18Гпс, зварювання напівавтоматичне при фізичному способі контролю якості шва. Умови роботи – нормальні. Шов виконується без виводу на допоміжні планки. Товщина листів мм та мм.
Порядок розрахунку
визначаємо розрахункову довжину зварного шва
см,
де =6мм
см.
Висновок: фактична мінімальна довжина шва, яка забезпечує міцність зварного з’єднання буде b=82см.
Приклад 4: Встановити мінімальну товщину, яку можуть мати листи з'єднанні стиковим швом, на який діють згинальний момент М=30кНм та розрахункова поздовжена сила . Ширина листів b=400мм. Матеріал листів – низьколегована сталь марки 09Г2 гр1, зварювання ручне з виводом на допоміжні планки при візуальному способі контролю якості шва.
Порядок розрахунку
1.Розрахунок ведемо по схемі
230МПа
визначаємо розрахункову довжину зварного шва
см,
де =6мм
см.
Висновок: фактична мінімальна довжина шва, яка забезпечує міцність зварного з’єднання буде b=82см
Приклад 5: Розрахувати довжину шва (b) стикового з’єднання, яке виконане з листів товщиною та , при діянні розрахункового поздовжнього зусилля розтягання . Матеріал листів - сталь марки ВСт3пс6, зварювання ручне електродами Е42 з візуальним способом контролю якості шва. Коефіцієнт умови роботи . Шов не виводиться на планки.
Приклад 6: Яке максимальне зусилля зрізу можна допустити в зварному стиковому з’єднанні, якщо ширина листів b=280мм, товщина . Матеріал листів – сталь марки ВСт3пс6. Коефіцієнт умови роботи . Шов виконується без допоміжних планок з візуальним методом контролю якості шва.
ІНДИВІДУАЛЬНІ ЗАВДАННЯ
Задача 1
Перевірити міцність зварного стикового шва, за допомогою якого з'єднуються дві пластини на дію згинаючого моменту М та перерізуючої сили Q. Ширина пластин b, товщина пластин t1, t2.
Таблиця 3
|
№ завда ння |
Марка сталі |
Спосіб зварю вання |
Метод контролю |
Коефіцієнт умови роботи, |
Ширина пластини, b, мм |
Товщина пластин, мм |
Початок та кінець шва |
Згинаючий момент, М, кНм |
Перерізуюча сила Q, кН |
|
|
t1 |
t2 |
|||||||||
|
|
09Г2 |
Ручний |
Візуальний |
1 |
500 |
4 |
6 |
Без планки |
36 |
120 |
|
|
10Г2С1 |
Автоматичний |
Фізичний |
0,9 |
450 |
10 |
8 |
На планці |
40 |
90 |
|
|
18сп |
Ручний |
Фізичний |
0,8 |
400 |
12 |
10 |
- |
50 |
200 |
|
|
18пс |
Автоматичний |
Візуальний |
0,95 |
350 |
6 |
8 |
На планці |
90 |
140 |
|
|
14Г2 |
Ручний |
Візуальний |
1,05 |
560 |
8 |
6 |
- |
80 |
250 |
|
|
10ХСНД |
Автоматичний |
Фізичний |
0,85 |
520 |
6 |
4 |
На планці |
30 |
135 |
|
|
15 ХСНД |
Ручний |
Візуальний |
1 |
480 |
12 |
14 |
- |
100 |
80 |
|
|
09Г2 |
Автоматичний |
Фізичний |
0,9 |
440 |
8 |
10 |
На планці |
85 |
300 |
|
|
ВСт3пс6 |
Ручний |
Візуальний |
0,8 |
420 |
14 |
12 |
- |
75 |
270 |
|
|
ВСт3кп2 |
Автоматичний |
Фізичний |
0,95 |
380 |
6 |
8 |
На планці |
50 |
230 |
|
|
09Г2гр1 |
Ручний |
Візуальний |
1,05 |
360 |
10 |
8 |
- |
55 |
240 |
|
|
09Г2С |
Автоматичний |
Фізичний |
0,85 |
400 |
4 |
6 |
На планці |
48 |
210 |
|
|
15Г2АФ |
Ручний |
Візуальний |
1 |
520 |
12 |
10 |
- |
66 |
175 |
|
|
14Г2АФ |
Автоматичний |
Фізичний |
0,9 |
540 |
8 |
6 |
На планці |
72 |
180 |
|
|
18сп |
Ручний |
Візуальний |
0,8 |
320 |
14 |
16 |
- |
110 |
190 |
|
|
19Г2Сгр2 |
Автоматичний |
Фізичний |
0,95 |
430 |
10 |
8 |
На планці |
115 |
150 |
|
|
09Г2С |
Ручний |
Візуальний |
1,05 |
570 |
6 |
4 |
- |
70 |
160 |
|
|
14Г2 |
Автоматичний |
Фізичний |
0,85 |
530 |
12 |
14 |
На планці |
38 |
145 |
|
|
ВСт3пс6 |
Ручний |
Візуальний |
1 |
470 |
16 |
14 |
- |
42 |
130 |
|
|
15ХСНД |
Автоматичний |
Фізичний |
0,9 |
510 |
12 |
10 |
На планці |
55 |
110 |
|
|
ВСт3Гпс5-1 |
Ручний |
Візуальний |
0,8 |
390 |
10 |
8 |
- |
68 |
120 |
|
|
09Г2С |
Автоматичний |
Фізичний |
0,95 |
370 |
8 |
6 |
На планці |
75 |
100 |
|
|
10Г2С1 |
Ручний |
Візуальний |
1,05 |
440 |
8 |
10 |
- |
60 |
90 |
|
|
10ХСНД |
Автоматичний |
Фізичний |
0,85 |
530 |
6 |
8 |
На планці |
65 |
80 |
|
|
18пс |
Ручний |
Візуальний |
1 |
450 |
4 |
6 |
- |
78 |
75 |
Задача № 2
Перевірити міцність стикового зварного з'єднання листів перерізами b х t на сумісну дію розрахункових згинального моменту М та повздовжньої сили N. Матеріал листів сталь, зварювання ручне з повним проваром і візуальним контролем якості шва. Розрахунок виконати по граничному стану.
Таблиця 4
|
№ задачі |
Розмір перерізу b х t |
Згинаючий момент M, кНм |
Поздовжня сила N, кН |
Матеріал |
Початок і кінець шва |
Коефіцієнт умови роботи |
|
|
250х8 |
10 |
125 |
18сп |
На планці |
0,9 |
|
|
200х8 |
9 |
120 |
ВСт3пс6-1 |
- |
0,95 |
|
|
300х8 |
15 |
245 |
09Г2 |
На планці |
0,8 |
|
|
220х10 |
20 |
110 |
10Г2С1 |
- |
0,95 |
|
|
250х10 |
23 |
180 |
15ХСНД |
На планці |
0,9 |
|
|
320х10 |
36 |
410 |
14Г2АФ |
- |
1,05 |
|
|
180х12 |
14 |
175 |
10ХСНД |
На планці |
1,1 |
|
|
200х12 |
12,5 |
135 |
18сп |
- |
0,8 |
|
|
240х8 |
15 |
163 |
14Г2 |
На планці |
0,9 |
|
|
230х10 |
24 |
140 |
14Г2АФ |
- |
1 |
|
|
160х6 |
7,5 |
120 |
15хСНД |
На планці |
0,95 |
|
|
300х10 |
32 |
255 |
10Г2С1 |
- |
0,8 |
|
|
380х8 |
27 |
320 |
09Г2 |
На планці |
1,05 |
|
|
250х12 |
18 |
280 |
ВСт3кп2 |
- |
1,1 |
|
|
180х10 |
10 |
240 |
ВСт3сп5-1 |
На планці |
0,8 |
|
|
200х10 |
9 |
170 |
14Г2 |
- |
0,9 |
|
|
230х12 |
16 |
150 |
10ХСНД |
На планці |
1 |
|
|
250х8 |
17 |
165 |
10Г2С1 |
- |
0,95 |
|
|
380х6 |
19 |
110 |
ВСт3Гпс5-1 |
На планці |
0,9 |
|
|
400х8 |
27 |
165 |
ВСт3Гпс5-1 |
- |
0,8 |
|
|
360х8 |
32 |
230 |
ВСт3пс6 |
На планці |
1,05 |
|
|
270х6 |
34 |
260 |
09Г2 гр2 |
- |
1,1 |
|
|
160х4 |
25 |
300 |
09Г2С гр1 |
На планці |
0,8 |
|
|
170х6 |
27 |
320 |
10Г2С1 |
- |
0,9 |
|
|
420х8 |
30 |
290 |
16Г2АФ |
На планці |
1,05 |
Задача 3
Визначте максимальну переірзуючу силу Q, діючу на пластини зі сталі, які зварені стиковим швом, ручним способом зварювання. Ширина пластин b, товщина пластин t.
Таблиця 5
|
Марка сталі |
Метод контролю |
Спосіб зварювання |
Коефіцієнт умови роботи, |
Ширина пластин b, мм |
Товщина пластин t, мм |
Початок та кінець шва |
|
|
1 |
14Г2АФ |
Візуальний |
Ручний |
0,95 |
445 |
6 |
На плнці |
|
2 |
10ХСНД |
Фізичний |
Напівавтоматичний |
1 |
600 |
8 |
|
|
3 |
15ХСНД |
Візуальний |
Автоматичний |
0,85 |
580 |
10 |
На плнці |
|
4 |
14Г2 |
Фізичний |
Автоматичний |
1,05 |
320 |
12 |
|
|
5 |
09Г2С |
Візуальний |
Ручний |
0,8 |
400 |
14 |
На плнці |
|
6 |
15Г2АФ |
Фізичний |
Напівавтоматичний |
0,9 |
520 |
6 |
|
|
7 |
10ХСНД |
Візуальний |
Напівавтоматичний |
1 |
380 |
8 |
На планці |
|
8 |
14Г2АФ |
Фізичний |
Ручний |
0,95 |
400 |
10 |
|
|
9 |
15ХСНД |
Візуальний |
Автоматичний |
0,85 |
455 |
12 |
На планці |
|
10 |
14Г2 |
Фізичний |
Автоматичний |
1,05 |
375 |
14 |
|
|
11 |
09Г2С |
Візуальний |
Ручний |
0,95 |
365 |
6 |
На планці |
|
12 |
ВСт3сп5-2 |
Фізичний |
Напівавтоматичний |
0,8 |
300 |
8 |
|
|
13 |
09Г2С гр2 |
Візуальний |
Ручний |
0,9 |
325 |
10 |
На планці |
|
14 |
09Г2 гр1 |
Фізичний |
Автоматичний |
1 |
345 |
12 |
|
|
15 |
09Г2 гр2 |
Візуальний |
Ручний |
1,05 |
420 |
14 |
На планці |
|
16 |
09Г2 гр1 |
Фізичний |
Автоматичний |
0,95 |
440 |
6 |
|
|
17 |
ВСт3Г пс5-2 |
Візуальний |
Напівавтоматичний |
0,9 |
460 |
8 |
На планці |
|
18 |
ВСт3 сп5-2 |
Фізичний |
Ручний |
0,85 |
480 |
10 |
|
|
19 |
ВСт3Г пс5-1 |
Візуальний |
Автоматичний |
0,8 |
500 |
12 |
На планці |
|
20 |
ВСт3 пс5-1 |
Фізичний |
Напівавтоматичний |
0,9 |
520 |
14 |
|
|
21 |
ВСт3 пс6-1 |
Візуальний |
Ручний |
0,95 |
540 |
6 |
На планці |
|
22 |
ВСт3 пс6-2 |
Фізичний |
Автоматичний |
1 |
560 |
8 |
|
|
23 |
ВСт3 кп2-1 |
Візуальний |
Напівавтоматичний |
1,05 |
600 |
10 |
На планці |
|
24 |
ВСт3 сп5 |
Фізичний |
Ручний |
0,85 |
320 |
12 |
|
|
25 |
ВСт3 пс6 |
Візуальний |
Автоматичний |
0,8 |
340 |
14 |
На планці |
Задача № 4
Визначити товщину стикового шва, якщо на нього діють розрахунковий згинальний момент М та повздовжна сила N. Матеріал листів сталь, зварювання ручне з повним проваром і візуальним контролем якості. Розрахунок виконати по граничному стану.
Таблиця 6
|
№ задачі |
Розмір перерізу b х t |
Згинаючий момент M кН.м |
Поздовжня сила N, кН |
Марка сталі |
Початок і кінець шва |
Коефіцієнт умови роботи |
|
|
250 |
10 |
125 |
18сп |
На планці |
0,9 |
|
|
200 |
9 |
120 |
ВСт3пс6-1 |
- |
0,95 |
|
|
300 |
15 |
245 |
09Г2 |
На планці |
0,8 |
|
|
220 |
20 |
110 |
10Г2С1 |
- |
0,95 |
|
|
250 |
23 |
180 |
15ХСНД |
На планці |
0,9 |
|
|
320 |
36 |
410 |
14Г2АФ |
- |
1,05 |
|
|
180 |
14 |
175 |
10ХСНД |
На планці |
1,1 |
|
|
200 |
12,5 |
135 |
18сп |
- |
0,8 |
|
|
240 |
15 |
163 |
14Г2 |
На планці |
0,9 |
|
|
230 |
24 |
140 |
14Г2АФ |
- |
1 |
|
|
160 |
7,5 |
120 |
15хСНД |
На планці |
0,95 |
|
|
300 |
32 |
255 |
10Г2С1 |
- |
0,8 |
|
|
380 |
27 |
320 |
09Г2 |
На планці |
1,05 |
|
|
250 |
18 |
280 |
ВСт3кп2 |
- |
1,1 |
|
|
180 |
10 |
240 |
ВСт3сп5-1 |
На планці |
0,8 |
|
|
200 |
9 |
170 |
14Г2 |
- |
0,9 |
|
|
230 |
16 |
150 |
10ХСНД |
На планці |
1 |
|
|
250 |
17 |
165 |
10Г2С1 |
- |
0,95 |
|
|
380 |
19 |
110 |
ВСт3Гпс5-1 |
На планці |
0,9 |
|
|
400 |
27 |
165 |
ВСт3Гпс5-1 |
- |
0,8 |
|
|
360 |
32 |
230 |
ВСт3пс6 |
На планці |
1,05 |
|
|
270 |
34 |
260 |
09Г2 гр2 |
- |
1,1 |
|
|
160 |
25 |
300 |
09Г2С гр1 |
На планці |
0,8 |
|
|
170 |
27 |
320 |
10Г2С1 |
- |
0,9 |
|
|
280 |
24 |
280 |
09Г2 |
На планці |
1 |
Задача 5
Визначити довжину зварного стикового шва, за допомогою якого з'єднуються дві пластини на дію згинального моменту М. Товщина пластин t1 ,t2 .
Таблиця 7
|
№ завда ння |
Марка сталі |
Спосіб зварю вання |
Метод контролю |
Коефіцієнт умови роботи |
Товщина пластин, мм |
Початок та кінець шва |
Згинаючий момент М, кНм |
|
|
t1 |
t2 |
|||||||
|
|
10Г2С1 |
Ручний |
Фізичний |
0,85 |
6 |
8 |
- |
23 |
|
|
09Г2 |
Напівавтоматичний |
Візуальний |
0,9 |
10 |
12 |
На планці |
28 |
|
|
09Г2С |
Ручний |
Фізичний |
1 |
8 |
10 |
- |
30 |
|
|
10Г2С1 |
Напівавтоматичний |
Візуальний |
0,95 |
14 |
16 |
На планці |
40 |
|
|
ВСт3пс6-1 |
Ручний |
Фізичний |
0,85 |
8 |
6 |
- |
42 |
|
|
ВСт3кп5-2 |
Напівавтоматичний |
Візуальний |
0,9 |
12 |
10 |
На планці |
50 |
|
|
ВСт3пс5-1 |
Автоматичний |
Фізичний |
1 |
10 |
8 |
- |
48 |
|
|
ВСт3пс5-1 |
Ручний |
Візуальний |
0,85 |
16 |
14 |
На планці |
35 |
|
|
14Г2 |
Напівавтоматичний |
Фізичний |
0,9 |
6 |
8 |
На планці |
37 |
|
|
ВСт3кп2 |
Автоматичний |
Візуальний |
1 |
10 |
12 |
На планці |
25 |
|
|
ВСт3сп5 |
Ручний |
Фізичний |
0,85 |
8 |
10 |
- |
32 |
|
|
ВСт3пс6 |
Напівавтоматичний |
Візуальний |
0,9 |
14 |
16 |
На планці |
20 |
|
|
ВСт3пс6 |
Автоматичний |
Фізичний |
1 |
16 |
14 |
- |
18 |
|
|
ВСт3пс6-2 |
Ручний |
Візуальний |
0,95 |
8 |
10 |
- |
22 |
|
|
09Г2гр1 |
Напівавтоматичний |
Фізичний |
0,9 |
12 |
10 |
- |
24 |
|
|
09Г2гр2 |
Автоматичний |
Візуальний |
1 |
10 |
8 |
На планці |
32 |
|
|
14Г2АФ |
Ручний |
Фізичний |
0,85 |
12 |
8 |
38 |
|
|
|
10ХСНД |
Напівавтоматичний |
Візуальний |
0,95 |
10 |
8 |
На планці |
40 |
|
|
14Г2АФ |
Автоматичний |
Фізичний |
0,9 |
14 |
16 |
- |
50 |
|
|
15ХСНД |
Ручний |
Візуальний |
1 |
8 |
10 |
- |
46 |
|
|
ВСт3Гпс5 |
Напівавтоматичний |
Фізичний |
0,85 |
10 |
12 |
На планці |
44 |
|
|
ВСт3пс6 |
Автоматичний |
Візуальний |
0,95 |
12 |
14 |
- |
26 |
|
|
ВСт3сп5 |
Ручний |
Фізичний |
0,9 |
14 |
16 |
- |
36 |
|
|
ВСт3кп2 |
Напівавтоматичний |
Візуальний |
1 |
16 |
14 |
На планці |
45 |
|
|
ВСт3пс6 |
Автоматичний |
Фізичний |
0,85 |
8 |
10 |
- |
43 |
КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ
ВИКОРИСТАННІ ДЖЕРЕЛА