|
| |
|
Слаботочка Книги Момент инердаи периметра угловых швов равен / = 2 • 24 • 0,6/12 +2<19 0,68/12 + 19 • 0,6 • 12,9) + +2 (2-8,6 •0,6/12+2. 8,6 •0,6- 11,7а)=8000 см*. Расчетный момент инерции угловых швов с учетом разрушения по опасной плоскости (Р = 0,8) /с = /р = 0,8 • 8000 = 6400 см*. Ордината Уа= 12 см. Площадь всего периметра угловых швов F = 2-24 •0,6+2- 19-0,6+4-8,6-0,6 = 72,2 см. Их расчетная площадь с учетом разрушения по опасной плоскости равна Fc = fp = 0,8-72,2 = 57,7 см. Расчетная площадь вертикальных швов с учетом разрушения по опасной плоскости будет =2-0,8-0,6-24 = 23,0 см2. Напряжения от изгиба на крайней кромке вертикального листа равны Xi = MyJI=Qfi25 - 1 • 0,12/(6400 - 10-8)47 мпа. Напряжение от продольной силы в угловых швах соединения T = /V/f = 0,05/(57,7 - 10-*) =8,4 МПа. Суммарное напряжение т: = 47+ 8,4 = 55,4 МПа. Среднее касательное напряжение в вертикальных швах To=g3°:°fol. =10,9 МПа. Результирующее напряжение при у - 12 см Трез = 1/55,42+ 10,93 = 56,5 МПа. Напряжение от изгиба при г/ща,, = 13,2 см = Лшах/с = 64010- • 0,132 = 51,6 МПа. Суммарное напряжение от М к N при У-х. = 3,2 см Тсумм = 51,6+8,4=60,0 МПа, § 11. Расчет сварных соединений с згловыми швами на статическую прочность с учетом направления силы в шве Изложенный ранее в настоящей главе метод расчета прачности сварных соединений с угловыми швами ориентируется на минимальную прочность шва, когда он работает на срез вдоль своей оси, т. е. как фланговый. В действительности, как будет показано в гл. 3, прочность угловых швов может быть существенно выше прочности флангового шва. Она зависит от направления нагрузки в угловом шве. Разработанный в МВТУ им. Н. Э. Баумана метод расчета на прочность сварных соединений с угловыми швами позволяет учесть направление вектора нагрузки на каждом из участков шва и более правильно выбрать размер катета шва, обеспечивая при этом равно- прочность сварного соединения и присоединяемое элемента. Метод расчета распространяется на сваршые соединения, металл шва которых находится в вязком состоянии и обладает достаточной пластичностью. При этом условии более прочные участки соединения могут быть вовлечены в пластическую деформацию и обеспечить наряду с менее прочными участками соединения некоторую среднюю, определяемую расчетом прочность соединения.  Рис 2 42 Диаграмма для углового шва из низкоуглеродистой стали (а) при различных углах а действия нагрузки (б) Для применения этого метода необходимо располагать экспериментальными значениями коэффициента увеличения прочности Са (рис. 2.42), показывающего отношение прочности шва при некотором угле а направления силы Ра к минимальной прочности углового шва, когда он работает на чистый срез по наименьшему сечению. Наименьшая прочность обнаруживается, ко1да срез происходит вдоль шва или поперек шва при а = 135° в случае равных катетов К- Угол а отсчитывается, как показано на рис. 2.42, б, от плоскости непровара. Диаграмма Сц схематизирована. Необходимо располагать данными о прочности швов только в четырех точках: а == 0; а = 45°, а = 90°, а = = 135°. Принимается, что С-о = = Cfiso", Сц1зво = 1, т. е. уровень прочности при а = 135° приравнивается уровню прочности флангового шва. В области нагрузок, вызывающих закрывание плоскости непровара (180° <;а -<360°), принимается С-ш = С., что идет в запас прочности. При произвольном направлении нагрузки Р в пространстве (рис. 2.43) коэффициент увеличения прочности шва С вычисляется по формуле  Рис. 2 43. Схема разложения силы Р, приложенной ко шву, на составляющие Рх и Ра С = Ca/KsmY + acosY. (2.72) где Y - угол, образованный вектором полной силы Р с продольной осью шва; а - угол, образованный проекцией силы Р на плоскость yz с плоскостью непровара CwiM Р и Р(х, показанные на рис. 2.42 и 2.43, проходят через центр тяжести сечения шва и не создают изгибающих моментов. Коэффициент увеличения прочности шва С или (в случае у = = 90°) можно формально рассматривать и как коэффициент фиктивного увеличения катета шва при постоянном уровне прочности металла. Формула (2.72) удовлетворительно подтверждается экспериментами. Вид А г
Рис. 2.44. Сварные соединения, нагруженные силой Р (а) и моментом М (б) Процедура поверочного расчета сварных соединений на статическую прочность по рассмотренному методу состоит в следующем. Сначала для отдельных участков шва необходимо определить коэффициенты увеличения прочности С. Например, для нахлесточного соедннення на рис. 2.44, а для фланговых швов / Ci = 1; для лобового шва 2, у которого угол а = О, согласно диаграмме на рис. 2.42 Сг = 1,5. Затем надо найти расчетную площадь среза Fp- Расчетная площадь среза в соединении на рис. 2.44, а составит F,p = 2p/C/iCi + p/C/2C2. Расчетное напряжение (2.73) (2.74) В примере на рис. 2.44, б имеется брус, нагруженный моментом М и приваренный угловым швом К по периметру. Во всех точках периметра шва погонная сила направлена под углом а = 90°; V = 0. Согласно графику на рис. 2.42, = 1,19, а ио формуле (2.72) С = С„. Расчетная площадь среза составит р/С (2Я + 2В) С. Л1шент «нерцни 1х-х расчетной площади среза составит (2.75) Дальнейшее определение расчетного напряжения производится обыиным способом: Трасч = (М -,) (Я/2). (2.76) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 [20] 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 |
||||||||||