2015-03-08
560
По орієнтації щодо прикладених сил розрізняють:
лобові шви - перпендикулярні силам;
флангові шви - паралельні силам;
косі шви - під кутом до сил.
Ці види швів у різних сполученнях застосовуються в різних з'єднаннях.
З'єднання встык звичайно виконуються лобовими швами. При якісному зварюванні з'єднання руйнуються не по шві, а в зоні температурного впливу. Тому розраховуються на міцність по перетині деталей, що з'єднують, без обліку стовщення швів. Найбільш часті випадки - робота на розтягання й на вигин.
Напруги розтягання: s раст = Q / S = Q / bd ≤ [ s раст ] шва.
Напруги вигину: s изг = Mизг / W = 6 Mизг / bd 2 ≤ [ s изг ] шва.
Напруги шва, що допускають, [( раст ] шва й [( изг ] шва приймаються в розмірі 90 % від відповідних напруг матеріалу, що допускають, що зварюють деталей.
З'єднання внахлёстку виконуються лобовими, фланговими й косими швами.
Лобові шви в інженерній практиці розраховують тільки по дотичних напруженнях. За розрахунковий перетин приймають бісектрису m - m, де звичайно спостерігається руйнування. Розрахунок тільки по дотичних напруженнях не залежить від кута додатка навантаження.
|
|
|
При цьому τ = Q / ( 0,707 k l ) ≤ [ τ' ] шва.
Флангові шви характерні нерівномірним розподілом напруг, тому їх розраховують по середніх дотичних напруженнях. При дії сили, що розтягує, дотичні напруження рівні:
τ = Q / (2*0,707 d l ) ≤ [ τ' ] шва.
При дії моменту:
τ = M/ (0,707 kd l ) ≤ [ τ' ] шва.
Якщо шви несиметричні, то навантаження на флангові шви розподіляються за законом важеля Q1,2 = Q l1,2 / ( l1 + l2 ), де l1 й l2 – довжини швів.
При цьому шви розраховують по відповідних навантаженнях, а довжини швів призначають пропорційно цим навантаженням. Дотичні напруження у швах τ1,2 = Q1,2 / ( 1,414 d l1,2 ) ≤ [ τ '] шва.
Косі шви розраховуються аналогічним образом. Навантаження Q розкладається на проекції в поздовжньому й нормальному напрямках до шва, а далі виконуються розрахунки лобового й флангового швів.
Комбіновані лобові й флангові шви розраховують на основі принципу розподілу навантаження пропорційно несучої здатності окремих швів. При дії сили Q дотичні напруги рівні:
τQ = Q / [ 0,707 k (2 lф+ lл )] ≤ [ τ' ] шва.
Якщо діє момент M, то
τM = M / [ 0,707 k lл ( lф+ lл /6 )] ≤ [ τ' ] шва.
При спільній дії сили й моменту дотичні напруження складаються τ = τМ + τQ ≤ [ τ' ] шва.
Таврові й кутові шви з'єднують елементи в перпендикулярних площинах. Виконуються або стиковим швом з обробленням крайок (а), або кутовим без оброблення крайок (б). При нагружении згинальним моментом і силою міцність з'єднання оцінюють:
для стикового шва (а) по нормальних напругах
s = 6M/ ( bd2) + Q / ( ld ) ≤ [ s раст ] шва,
|
|
|
для кутового шва (б) по дотичних напруженнях
τ = 6M/ (1,414 l2k )+ Q / (1,414 l k ) ≤ [ τ' ] шва.
У кожному разі для розрахунку самих складних зварених швів спочатку необхідно привести силу й момент до шва й розподілити їх пропорційно несучої здатності (довжині) всіх простих ділянок. Таким чином, будь-який складний шов зводиться до суми найпростіших розрахункових схем.
