Начертите схему наплавки валика на кромку пластины. Обозначьте деформацию

Наплавка валика на кромку полосы является тем случаем, который имеет особо важное значение, так как к рассмотрению деформаций и напряжений при наплавке валика на кромку полосы может быть сведена в конечном счете задача определения деформаций и напряжений для любых типов сварных соединений при формировании плоских исходных элементов в пространственную 3-х мерную конструкцию, при которой деформация таврового соединения сводится к совместной деформации наплавленного на полку тавра валика, как

наплавка валика на тонкий лист. В то время как наплавка валика на стенку тавра носит совершенно специфический характер вследствие несимметричного расположения валика. Так как наплавленный валик находится в растянутом состоянии и возникшие в нём растягивающие напряжения не уравновешиваются симметрично расположенными полями листа, то пластина примет серповидную двоякую кривизну.

23. Начертите схему перехода от пространственной объёмной конструкции к плоским элементам

В конечном счете формирование «ноосферы» сводится к формированию и разграничению заданных объёмов пространства с той или иной степенью проницаемости разделяющих поверхностей. Любой объём произвольной формы может быть описан, как бесконечность плоских элементов, сопрягающихся между собой под углами, отличными от 2-х прямых. В таком случае бесконечную поверхность мы рассматриваем как множество плоских элементов, соединённых между собой «стыковыми» швами. Но в конце концов две плоскости, образующие начальную ячейку будущей пространственной конструкции, должны быть сопряжены по взаимно перпендикулярным направлениям. Такие соединения, носят название «Т-образных» или тавровых соединений. В конце концов, поверхность земного шара - 3-х мерная кривая, но мы в повседневной практике предпочитаем считать бесконечно малые (по сравнению с размерами земного шара) окружающие нас пространства плоскими элементами.

24. Назовите и начертите типы сварных соединений, к которым сводится членение объёмной конструкции на плоские элементы.

В своей практической повседневной деятельности человек вынужден решать задачу формирования достаточно развитых (по отношению к размерам самого человека) сооружений из набора ограниченных природными условиями в своих размерах элементов. По условиям производства мы не можем получит в своё распоряжение металлический лист шириной более 3000 мм., и из этих (достаточно узких) листов сформировать полотнище шириной где - то в 9 - 12 метров. В составе полотнища сопрягаемые листы продолжают друг друга, не выходя из плоскости ограничивающих поверхностей. Задача сварщиков таким образом оформить переход от одного листа к другому, чтобы зона перехода, в общем случае, не мола быть выделена субъективными или объективными методами. Такое соединение в мировой практике принято называть «стыковым соединением». При сопряжении исходных элементов под прямым, или близким к прямому, углом имеет место «Т - образное» или «тавровое» соединение.

Нахлёсточное соединение - частный случай «таврового соединения», при котором высота стенки «тавра» ограничена толщиной свариваемых листов. Нахлёсточные соединения должны быть рассматриваемы также как частный случай стыкового соединения, когда стыкуемые кромки технически или экономически совмещать нецелесообразно для получения чистого стыкового соединения.

25. Начертите и обозначьте деформации таврового, нахлёсточного и стыкового соединения.

Для уяснения схемы деформации тавровогосоединения целесообразно применить модель, описывающую поведение поведения металла валика, наплавляемого на тонкий лист, как нагрева стержня закреплённого с обоих концов. В этом случае абстрагируемся от общей длины наплавляемого валика, его ширину «b» рассматриваем, как длину защемлённого с обоих концов стержня. В этом случае крайние волокна наплавленного металла, будучи «схвачены» с волокнами основного металла двух взаимно перпендикулярных листов, образующих тавровое соединение, будут лишены возможности свободного укорочения от исходного значения «b» жидкого металла до конечного значения остывшего до температуры окружающей среды металла и вынуждены будут растягиваться до момента достижения равновесного состояния поля остаточных напряжений. Возникают местные деформации поворота на некоторый угол «крыльев» таврового соединения, и полки тавра, как тонкого листа в сторону «складывания» его, оставляя валик наплавленного металла внутри образовавшегося «острого угла».

При этомстенкатавра будет вести себя как пластина с наплавкой валика на кромку, образуя серповидную кривизну всего соединения, с вогнутостью со стороны полки тавра.

Деформация стыкового соединения полностью описывается поведением тонкого листа с наплавкой валика металла. Возникают местные деформации поворота на некоторый угол «крыльев» стыкового соединения, образуемых соединяемыми листами, «складывая» их, оставляя валик наплавленного металла внутри образовавшегося «тупого угла».

Нахлёсточное соединение, являясь частным случаем стыкового и таврового соединения, ведёт себя, так как это описано выше.

26. Начертите схему простейшей балки на двух опорах. Начертите известные вам примеры объёмных конструкций, расчетная схема которых описывается схемой простейшей балки

Простейшая балка, рассматриваемая в начальном курсе «сопро-тивления материалов», описывает значительную часть окружающего нас рукотворного мира.

Уяснив принципиально поведение простейшей балки, мы достаточно логично можем перейти к уяснению более сложных конструктивных систем, хотя все они могут быть сведены к схеме устройства, воспринимающего статические нагрузки от некоей массы, устремляющейся к центру земного тяготения, так как именно простейшая балка и принимает усилия, возникающие в препятствии, ограничивающем устремление описываемой «массы» к поверхности земли. Так или иначе «простейшая балка» возникает в каждом случае, если «масса» удалена на некоторое расстояние от поверхности земного шара и стремится занять положение с минимальным удалением от земной поверхности. В случае «нулевого» удаления теряется смысл в существовании «собственно балки», как препятствия на пути движения «упомянутой массы» к поверхности земли. Во всяком случае, изображение «простейшей балки» в курсе «Сопротивления материалов» по определению предполагает наличие неких опор, через которые сила, действующая перпендикулярно оси балки, «уходит в землю».

27. Начертите схему купольного перекрытия. Объясните работу его эле ментов.

«Простейшая балка» исторически легла в качестве перекрытия некоего замкнутого пространства, исходя из предположения, что перекрытие должно воспрепятствовать несанкционированному проникновению нежелательных элементов, в ограждаемое пространство. Часть функций ограждения восприняли вертикальные стены. Стены покоились на земной поверхности, а вот замкнуть пространство должно было перекрытие. На стены, как на опоры из рисунка в «Сопромате», положили простейшую балку или некоторое количество «простейших балок», образовавших собственно перекрытие. Но под воздействием полезной нагрузки балка или балки прогибались, образуя вогнутую поверхность, в ёмкости которой и скапливались эти самые нежелательные элементы.

А у природы подсмотрели, так было и будет во все времена развития человечества, что если простейшей балке принудительно придать кривизну, но расположить кривую балку выпуклость вверх, то возникает ряд дополнительных свойств. Прежде всего выпуклая балка не прогибается, на ней не образовывается отстойник для сбора нежелательных элементов, более того они, эти элементы, скатываются с перекрытия. Кроме того выпуклая балка выдерживает большую нагрузку. Так возникло купольное перекрытие.