Методичні рекомендації до самостійної підготовки студентів спеціальності 5

Работа добавлена на сайт samzan.net:

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.

 

Укладач:  Мізіна Н.П.

Розглянуто на засіданні циклової комісії спецдисциплін спеціальності 5.05050401  „Зварювальне виробництво”

Протокол №  _____ від _________________

Голова циклової комісії                        (Т.О.Пархомець.)

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.

ЗАГАЛЬНІ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

 Cтиковими швами з’єднують елементи, розміщені в одній площині.  

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:

•  якщо шов не виводиться на допоміжні планки ( рис.3) тоді  , тому що в первісний момент зварювання, коли основний метал  ще не поспіває достатньо нагрітися, можливий непровар кореню шва, а в кінці зварювання при різкому обриві дуги – не заварений кратер. З цих причин розрахункова довжина шва  приймається менше за фактичну на величину  для стальних конструкцій.

Рис.3  Стиковий шов, що виконаний без допоміжних планок.

а – шов без допоміжних планок, б – фактична епюра нормальних напружень, в – розрахункові епюри

•  якщо шов виводиться на допоміжні планки ( рис.4) тоді , в цьому випадку розрахункова довжина дорівнюється повній довжині шва так як він виявляється повноцінним на всьому протягу, тому, що кінцеві ділянки зварного шва, якість яких буває поганою, виводяться за межі  елементів, що зварюються, на спеціальні (допоміжні) планки і по закінченню зварювання ці планки разом з кінцевими ділянками зварного шва обрубаються, а торці шва зачищаються пневматичною шліфувальною машинкою.

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:

1.  При з’єднанні металевих листів різної товщини (чи ширини) їх розміри у місці стику повинні бути однаковими для запобігання різкої зміни перерізу. Для цього в товстому (чи широкому) листі роблять скіс з схилом не більш 1:5  ( рис. 10. ). Стики без скосів по товщині допустимі при різниці товщин  не більше 4 мм та не більше 1/8 товщини більш тонкого листа. 

Рис. 10.  З’єднання металевих листів

                 а) різної ширини; б) різної товщини

1.   Рекомендується з’єднання стальних листів здійснювати двосторонніми швами з виводом на планки ( рис. 4а ), що забезпечує симетрію та повний провар з’єднуваних елементів. В монтажних умовах допустиме одностороннє зварювання на стальній підкладці, яка залишається.
2.  Робити правильний добір матеріалів для зварювання.
3.  Забезпечити вільний доступ до зварного з’єднання з урахуванням обраного способу та технології зварювання.
4.  Використовувати високопродуктивні максимально автоматизовані способи зварювання.
5.  При динамічних навантаженнях напливи металу шва, які виступають за межі поверхні з’єднуваних елементів, рекомендується знімати механічною обробкою. Це разом з використанням тимчасових допоміжних планок дає змогу позбутися навіть тих невеликих концентрацій напружень, які властиві стиковим швам.

При конструюванні зварних з’єднань, враховуючи конструктивні та технологічні вимоги, властивості основних та зварювальних матеріалів, вид напруженого стану шва, виконуються такі розрахунки:

1.  Перевірочні розрахунків шва на міцність (,  , ).
2.  Виходячи з умов міцності встановлюють мінімально допустимі розміри зварного шва (товщину - чи фактичну довжину шва – в ), забезпечуючи експлуатаційні вимоги.
3.  Виходячи з умов міцності, визначають максимально допустимі навантаження, які зможе витримати задане зварне з’єднання (N, M, Q).

Методичні вказівки щодо рішення задач

1.  Розрахунки на міцність зварювального шва

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.

1.  Розрахунки розмірів перерізу зварного шва

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.

1.  Розрахунки максимально допустимого навантаження, яке зможе витримати задане зварне з’єднання.

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

1.  Розрахунок ведемо по схемі

1.  Відповідно до таблиці 51 СНиП ІІ 23-81 розрахунковий опір по межі текучості сталі ВСт3пс6-1 буде МПа.

1.  При деформації розтягання та візуальному методі контролю розрахунковий опір металу шва

МПа

1.  Визначаємо розрахункову довжину шва при умові виконання шва без виводу на планки

мм

1.  Умова міцності при розтяганні

;

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

1.  Розрахунок ведемо по схемі

1.  Відповідно до таблиці 51 СНиП ІІ – 23-81* розрахунковий опір по межі текучості сталі ВСт3Гпс5-1 буде МПа
2.  При деформації згинання та фізичному методі контролю якості шва розрахунковий опір металу шва по межі текучості

МПа

та розрахунковий опір стикового з’єднання зрізу.

МПа

1.  Визначаємо розрахункову довжину шва при умові виконання шва без виводу на планки

мм

1.  Враховуючи, що зварювальні листи мають однакову товщину находимо нормальне напруження

та дотичне напруження

1.  Виконуємо перевірку на міцність по приведеному напруженню

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

1.  Розрахунок ведемо по схемі

               

1.  Для заданої марки сталі залежно від товщини листового прокату вибираємо розрахунковий опір  по табл.. 51 СНиП ІІ 23-81

1.  При деформації згинання та фізичному способі контролю якості шва розрахунковий опір металу шва

1.  З формули умови міцності зварного з'єднання працюючого на згинання

   

визначаємо розрахункову довжину зварного шва

см,

де =6мм

1.  Так як шов не виводиться на допоміжну планку то ширина листів стикового шва буде

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

1.  Для заданої марки сталі  09Г2 гр 1 попередньо призначив товщину листового прокату  до 10мм вибираємо розрахунковий опір  по табл.. 51 СНиП ІІ 23-81

230МПа

1.  При деформації згинання та фізичному способі контролю якості шва розрахунковий опір металу шва

1.  З формули умови міцності зварного з'єднання працюючого на згинання

   

визначаємо розрахункову довжину зварного шва

см,

де =6мм

1.  Так як шов не виводиться на допоміжну планку то ширина листів стикового шва буде

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

№ завдання	Марка сталі	Спосіб зварювання	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

№ завдання	Марка сталі	Спосіб зварювання	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

1.  Як визначити розрахунковий опір при розтяганні зварного стикового шва, виконаного автоматичним зварюванням? При розтяганні та згинанні зварного шва, виконаного ручним дуговим зварюванням з візуальним контролем якості шва? При зрізі зварного шва, виконаного автоматичним зварюванням.
2.  Запишіть по пам’яті умови міцності по граничному стану та допустимим напруженням для стикового зварного шва при різних видах навантаження
3.  Для чого зварні стикові шви виводяться на додаткові пластини
4.  Чому при розрахунках стикових з’єднань за розрахункову товщину шва приймають мінімальну товщину основного металу?
5.  Які конструктивні вимоги пред’являють к стику листів різної товщини?
6.  На яких ділянках зварного стикового з'єднання працюючого на розтягання має місце різне зростання напруження? Чому?
7.  Поясніть чому в стиках зварних швах зі знятим зусиллям напруження розподіляються рівномірно? Як визначається розрахункова довжина стикового зварного шва і чому?

ВИКОРИСТАННІ ДЖЕРЕЛА

1.  СНиП ІІ 23-81
2.  Михайлов А,М. «Сварные конструкци», - М.: Стройиздат, 1983, 367с.
3.  Мандрыков А.П. „Примеры расчета металических конструкций”, - М.: Стройиздат, 1991, 431с.

1. Наведення усіх перестановок елементів множини
2. Я знаю что я ничего не знаю
3. тема систем; функции и особенности строения нервной системы и мозга Психологические и психофизиологическ
4. тематической разработки данного раздела экономических исследований принято считать классическую работу-.
5. Сыктывкарский колледж сервиса и связи ГАОУ СПО РК СКСиС ПРОТОКОЛ 15 сентября 2010 г
6. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата філологічних наук3
7. по теме- Методы исследования в специальной психологии Вып
8. Социальная поддержка отдельных категорий граждан Пензенской области в жилищной сфере на 2010 2015 годы
9. либо серьёзных препятствий с датской стороны
10. Ныне любой студент умеет разоблачить буржуазность или мелкобуржуазность той или иной формы иначе гов
11. Его детские годы прошли в городе Чембаре Пензенской губернии куда в 1816 году перевёлся на службу его отец
12. Современные тенденции эпидемического процесса трансмиссивных природноочаговых инфекций
13. на тему- Спортивная журналистика на примере спортивного комментария как самостоятельного жанра.
14. Курсовая работа- Влияние гипотермии на экспрессию генов.html
15. поэтапно создано единое экономическое пространство ~ Европейский союз
16. это свойство химических веществ действуя на организм вызывать структурнофункциональные нарушения со сто
17. 1были получены следующие результаты- UG300 мВ UR30 мВ
18. ТЕМА- Современные технологии местного обезболивания в амбулаторной стоматологической практике
19. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА На современном этапе развития высшей медицинской школы уделяется большое вниман
20. наука главная редакция восточной литературы МОСКВА 1982 4И Древнеиндийск

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе