Определение расчетных усилий

1 2 3 4 5 6 7

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ

СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение

Свердловской области

«НИЖНЕТАГИЛЬСКИЙ техникум металлообрабатывающих производств и сервиса»

Допустить к защите Руководитель МО _____________/_ Зашляпина Н.Л. _ (подпись) (Ф.И.О.) «_____»____________ 20___ г.

Расчет и проектирование двутавровой балки для заданных условий

(тема)

Курсовой проект

Расчетно-пояснительная записка

Специальность:	22.02.06 Сварочное производство

Выполнил студент	31СП		Мингазов.Р.Р
	^{(группа)}	^{(подпись)}	^Ф.И.О.
Руководитель	преподаватель		Зашляпина Н.Л.
	^{ученая степень, должность}	^{(подпись)}	^Ф.И.О.
Консультант	преподаватель		Гриценко Н.В.
	^{ученая степень, должность}	^{(подпись)}	^Ф.И.О.

2020

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………..…4

1 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ………………………………………….………7

1.1 Определение расчетных усилий ………………………………………7

1.2 Определение высоты балки ……………………………………..……11

1.3 Определение момента инерции ……………………………………....13

1.4Определение эквивалентного напряжения ………………………......14

1.5Определение катета шва ……………………………………….……...16

2ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………..17

2.1 Описание конструкции ……………………………………...………..17

2.2 Основной металл ……………………………………………………...21

2.3 Выбор способов сварки ………………………………………………23

2.4 Выбор сборочных материалов ……………………………………….26

2.5 Выбор сварочного оборудования ……………………………………28

2.6 Краткое описание технологии изготовления и монтажа …………...32

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………….34

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………...……37

ВВЕДЕНИЕ

Сварка – это процесс получения не разъемного соединения путем местного сплавления, или совместного деформирования, в результате чего образуются прочные связи между атомами свариваемых материалов.

Преимущества сварки:

- экономия металлов;

- снижение трудоемкости, а значит сроков работ;

- повышенная герметичность;

- использование наплавки для восстановления изношенной поверхности;

- возможность механизации и автоматизации сварочных процессов;

- улучшение условий труда (снижение производственного шума).

Современные технологические процессы сварки позволяют получать качественные сварные соединения, отвечающие самым высоким требованиям. Сварка за последние годы нашла широкое применение в различных отраслях современного промышленного производства: в тяжелом, энергетическом и транспортном машиностроении, судостроении, авиации, строительно-дорожном машиностроении, автомобилестроении, сельскохозяйственном машиностроении, строительной индустрии и др.

Грандиозные задачи создания материально-технической базы требуют дальнейшего быстрого развития машиностроения в направлении роста мощностей машин, повышения скоростей, увеличения давлений. При этом в ряде случаев размеры и масса отдельных современных деталей машин и элементов конструкций достигают десятков метров и сотен тонн. Это делает зачастую невозможным их монолитное изготовление. Перед конструкторами и технологами поставлены сложные задачи создания крупных деталей и конструкций путем соединения сваркой прокатных, кованых и литых элементов больших сечений при высоких требованиях к их прочности при статических, ударных и переменных нагрузках.

Сварочные цеха, участки и посты должны располагаться в специальных хорошо вентилируемых помещениях или кабинах со светонепроницаемыми стенками; площадь и объем помещений должны соответствовать требованиям СНиП. При необходимости допускается производить дуговую сварку и сварку в защитных газах на специально оборудованных рабочих местах, огражденных светонепроницаемыми металлическими щитами или занавесами из несгораемого материал.

Курсовой проект – это самостоятельная, расчетно-конструктивная работа студента и завершает этап изучения МДК 02.01 «Основы расчета и проектирования сварных конструкций», в ходе которого осуществляется освоение компетенции, применение полученных знаний и умений при решении комплексных задач, связанных со сферой профессиональной деятельности будущих специалистов.

Тема курсового проекта: «Основы расчета и проектирования сварных конструкций (двутавровой балки) для его выполнения следует определить цели и задачи.

Цель: спроектировать двутавровую балку и описать технологические возможности ее изготовления.

Задачи:

1. Подобрать литературу по теме курсового проекта.

2. Отобрать и систематизировать информацию.

3. Выполнить необходимые расчеты:

- определить расчетные усилия;

- определить высоту балки;

- определить момент инерции;

- определить эквивалентное напряжение;

- определить катеты шва;

4. Обосновать выбор:

- выбор способа сварки;

- выбор сварочных материалов;

- выбор сварочного оборудования;

5. Описать краткую технологию изготовления и монтажа.

6. Выполнить сборочный чертеж балки.

7. Оформить курсовой проект.

8. Подготовить защиту и презентацию проекта.

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

Определение расчетных усилий

Конструирование балки следует начать с определения расчетных усилий, сначала необходимо построить линии влияния моментов, чтобы знать их максимально возможные значения в разных сечениях балки.

Сечение: Ордината линии влияния моментов:

0,1ℓ=0.1*12=1.2мM₁=0,09ℓ=0.9*12=1.08м

0,2ℓ=0.2*12=2.4мМ₂=0,16ℓ=0.16*12=1.92м

0,3ℓ=0.3*12=3.6мМ₃=0.21ℓ=0.21*12=2.52м

0,4ℓ=0.4*12=4.8мМ₄=0,24ℓ=0.24*12=2.88м

0,5ℓ=0.5*12=6.0мМ₅=0,25ℓ=0.25*12=3.0м

1.92

0.2ℓ

2.52

0.3ℓ

0.5ℓ

3.0

0.4ℓ

1.92

1.08

0.1ℓ

Рисунок 1 - Линии влияния моментов

Определим моменты от веса тележки в каждом из сечений балки:

М₁=0.09*L(1+ )*P=1.08*(1+ )*8=14.88 Т*м

М₂=0.16*L(1+ )*P=1.92*(1+ )*8= 25.92Т*м

М₃=0.21*L(1+ )*P=2.52*(1+ )*8=33.11Т*м

М₄=0.24*L(1+ )*P=2.88*(1+ )*8=36.47Т*м

М₅=0.25*L(1+ )*P=3*(1+ )*8=36.0Т*м

14.88

36.5

33.1

25.9

36.0

Рисунок 2- Эпюра максимального момента от подвижной нагрузки

Определим момент инерции равномерно распределенной нагрузки в разных сечениях балки:

M₁=0,045*qℓ²M₁=0.045*0.5*12²=3.2 Т*м

М₂=0.08*qℓ²М₂=0.08*0,5*12²=5.7 Т*м

М₃=0.105*qℓ²М₃=0.105*0,5*12²=7.5 Т*м

М₄=0,120*qℓ²М₄=0,120*0,5*12²=8.6 Т*м

М₅=0,125*qℓ²М₅=0,125*0,5*12²=9 Т*м

3.2

8.6

7.5

5.7

Рисунок 3 – Эпюра моментов от равномерно распределенной нагрузки

Определим суммарные величины момента в разных моментах:

М=М_max+ M_g

М₁=15.2+3.2=18.4 Т*м

М₂=25.9+5.7=31.6 Т*м

М₃=33.1+7.5=40.6 Т*м

18.4

45.0

40.6

31.6

45.0

М₄=36.4+8.6=45.0 Т*м

М₅=36.0+9.0=45.0 Т*м

Рисунок 4 – Эпюра суммарных моментов.

Таким образом расчетной величиной момента для балки является:

M=45.0T*м= 4500000 кг*см

Требуемый момент сопротивления балки для этого усилия равен:

W = = 3214См³

Определим расчетные усилия от сосредоточенных сил в каждом сечении балки, сначала определим ординаты линии влияния поперечной силы:

Х₀=0 Q₀=1

Х₁=1 Q₁=0,9

Х₂=2 Q₂=0,8

Х₃=3 Q₃=0,7

Х₄=4 Q₄=0,6

Х₅=5 Q₅=0,5

Q₀ = Q₀(1 + ) P = 1(1 + )*8 = 14 Т*м

Q₁ = Q₁(1 + )P = 0.9 (1 + )*8 = 12.4 Т*м

Q₂= Q₂(1 + )P = 0.8 (1 + )*8 = 10.8 Т*м

Q₃= Q₃(1 + )P = 0.7 (1 + )*8 = 9.2 Т*м

Q₄= Q₄(1 + )P = 0.6 (1 + )*8 = 7.6 Т*м

Q₅ = Q₅(1 + )P = 0.5 (1 + )*8 = 6 Т*м

6 DO/x3jf5ejadGGnwrbMaooUCQbZ0VWtrDZ+H14cnED6grbBzljRcycO6uL3JMavcZD9o3IdacIn1 GWpoQugzKX3ZkEG/cD1Z9k5uMBj4HGpZDThxuelkrFQiDbaWFxrsadtQed5fjIa3CafNMnoZd+fT 9vp9WL1/7SLS+v5u3jyDCDSHvzD84jM6FMx0dBdbedFpiJMk4aiGlIX9VKkViKOGZRo/gixy+f+D 4gcAAP//AwBQSwECLQAUAAYACAAAACEAtoM4kv4AAADhAQAAEwAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAW0Nv bnRlbnRfVHlwZXNdLnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQA4/SH/1gAAAJQBAAALAAAAAAAAAAAAAAAA AC8BAABfcmVscy8ucmVsc1BLAQItABQABgAIAAAAIQBxqgX/4AgAACwtAAAOAAAAAAAAAAAAAAAA AC4CAABkcnMvZTJvRG9jLnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQDlnl7i4AAAAAkBAAAPAAAAAAAAAAAA AAAAADoLAABkcnMvZG93bnJldi54bWxQSwUGAAAAAAQABADzAAAARwwAAAAA ">

12.4

7.6

9.2

10.8

Рисунок 5–Эпюра поперечной силы от подвижной нагрузки

Определим поперечные силы от собственного веса балки:

Q₀= - = T

Q₁ = – = Т

Q₂ = - = Т

Q₃ = - = Т

Q₄ = - = Т

Q₅= – = Т

1.2

1.8

2.4

0.6

Рисунок 6 – Эпюра поперечной силы от собственного веса балки

Определим суммарные значения поперечной силы:

Q_max+Qq

Q₀ = 14+3 =17 Т

Q₁ = 12.4+2.4=14.8Т

Q₂ = 10.8+1.8=12.6 Т

Q₃ = 9.2+1.2=10.4 Т

H k/sPww3fo0PumY7mwqUVrYIoiT26UzB/C0H4QBzPFyCONyeJQOaZvL+Q/wEAAP//AwBQSwECLQAU AAYACAAAACEAtoM4kv4AAADhAQAAEwAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAW0NvbnRlbnRfVHlwZXNdLnht bFBLAQItABQABgAIAAAAIQA4/SH/1gAAAJQBAAALAAAAAAAAAAAAAAAAAC8BAABfcmVscy8ucmVs c1BLAQItABQABgAIAAAAIQBCkRSMXwgAAGEwAAAOAAAAAAAAAAAAAAAAAC4CAABkcnMvZTJvRG9j LnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQAlojdJ4AAAAAoBAAAPAAAAAAAAAAAAAAAAALkKAABkcnMvZG93 bnJldi54bWxQSwUGAAAAAAQABADzAAAAxgsAAAAA ">

10.4

12.6

14.8

8.2

Q₄= 7.6+0.6=8.2 Т

Q₅= 6+0=6 Т

Рисунок 7– Эпюра суммарных поперечных сил

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями: