2015-07-14
1025
Нахлёсточные соединения выполняют угловыми швами. Независимо от вида нагрузки расчёт угловых швов ведется по наиболее опасным касса-тельным напряжениям. Основной размер - катет шва k (рис. 9.6). Его обыч-но принимают равным толщине свариваемых листов при d £ 10 мм либо меньше её. Опасное сечение направлено по биссектрисе прямого угла. Высо-та опасного сечения
. (9.6)
Шов называется лобовым, если он расположен перпендикулярно действию продольной силы F (рис. 9.6), и фланговым, если расположен ей параллельно. Комбинированные швы содержат лобовые и фланговые швы.
Рис. 9.6. Односторонний лобовой шов
В лобовом сварном шве (рис. 9.6) преобладающими являются касательные напряжения, которые приняты расчётными. При действии комбинации нагрузок касательные напряжения от каждой нагрузки определяют по формулам:
; (9.7)
; (9.8)
, (9.9)
где F – продольная сила, Н; Q – поперечная сила, Н; M – изгибающий момент, Н·мм; b – длина лобового шва (ширина полосы), мм; 0,7 k – высота опасного сечения сварного шва, мм.
Результирующее напряжение определяют как геометрическую сумму касательных напряжений от различных нагрузок. Так, при действии нагрузок F и Q:
. (9.10)
При действии только одной нагрузки М расчётная формула (2.13) примет вид:
. (9.11)
Пример 14. Проверить прочность сварного соединения внахлёстку односторонним лобовым швом (рис. 9.6) при постоянных нагрузках F = 23 кН и Q = 32 кН. Сварка ручная электродуговая. Ширина листа b = 62 мм, толщина листа d = 8 мм, катет шва k = 6 мм, марка материала – сталь Ст5, марка электрода Э42.
Решение:
Допускаемое нормальное напряжение для стали Ст5 [σ] = 175 МПа (табл. 9.1), допускаемое касательное напряжение для сварного шва электродом Э42 (табл. 9.2) – формула (9.1):
[τ]ʹ = 0,6·175 = 105 МПа.
Касательное напряжение напряжение от продольной силы F – формула (9.7):
МПа.
Касательное напряжение от поперечной силы Q – формула (9.8):
МПа.
Результирующее касательное напряжение - формула (9.10):
МПа < [105 МПа].
Вывод: прочность недостаточна.
Пример 15. Проверить прочность сварного соединения внахлёстку односторонним лобовым швом (рис. 9.6) при постоянной нагрузке М = 250 Н·м. Сварка ручная электродуговая. Ширина листа b = 48 мм, толщина листа d = 10 мм, катет шва k = 8 мм, марка материала – сталь 09Г2, марка электрода Э42А.
Решение:
Допускаемое нормальное напряжение для стали Ст3 [σ] = 210 МПа (табл. 9.1), допускаемое касательное напряжение для сварного шва для электрода Э42А (табл. 9.2) [τ]ʹ = 0,65[σ] = 0,65·210 = 137 МПа.
Касательное напряжение от момента М – формула (9.9):
МПа < [137 МПа].
Вывод: прочность достаточна.
