ОСНОВЫ СВАРКИ СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ДЕФОРМАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ ПЛОСКОСТИ ВСЛЕДСТВИЕ ПОТЕРИ УСТОЙЧИВОСТИ

Как известно, потеря устойчивое! и пластин возникает, если сжимаю­щие напряжения в них достигают критической величины а. В под - разд. 17,2 было показано, что сжимающие напряжения возникают от про­дольных швов на некотором расстоянии от оси шва (вне пластической зоны) и определяются распределением действительных деформаций. На рис. 18,2, а показано распределение остаточных продольных напряже­ний в поперечном сечении полотнища от швов приварки элементов на­бора, а на рис. 18.2, б - в полке тавра от выполнения поясного шва. В обо­их случаях распределение напряжений практически равномерно не только по ширине, но и по длине, т, е. почти по всей площади рассматри­ваемых элементов (исключая узкие участки пластических зон у швов).

Поэтому при определении деформаций от потери устойчивости по­лоз нища после приварки к нему элемен гов набора можно применить схе­му шарнирно-закрепленной по четырем сторонам пластины, загружен­ной по двум сторонам сжимающей нагрузкой (см. рис 18.2, гг).

Расчет г гая схема шаринрно-закренленной по трем сторонам пластины с одной свободной продольной кромкой, загруженной сжимающей наїруз- кон но двум сторонам (см. рис. 18.2. о), отвечает второму случаю и позво­ляет проверить устойчивость половины полки тавра.

б)


b /2

!

Рис. 18.2. Деформации п. юеких хіечетов in п. юс кос їй іимсдг ншс цок ри устойчивое т.

а распределение о< гатчпых продольных напряжений в но ютите си припарки и Нели ребер жеепсопи п eoniвек і вющня еч расчетам схема илнешни.

Г> т же в жике при сварко іаврн. а форма н іаспіии при нсперс ус тичтюелн,

/ •• опре. ю к мне eipc. ikit ttpoi иГ>я пыиучипы

Г)

Г лЛ

В)

Для того чтобы пластина не потеряла устойчивости, должно выпол­няться условие

|о„|<о,,р или |є„|<єкр. (18.2)

где |а, |. |є, | - абсолютное значение напряжений (пли соответствующих им относительных деформаций) в полотнище или полке тавра соответ­ственно.

Напряжения сжатия в полотнище (полке), обусловленные сваркой (в случае полотнища е набором рассматривается составляющая балка, см. подразд. 17.6). равны

-и/ _rfAri Лг' ^

°и - Ц£0 +с> 2п )-Н ~^Г - + - у~"4тЧ) ’ (18.3)

где Лт - объем ttpoдoлыroгo укорочения сварного соединения на еди­ницу длины шва; F - площади поперечного сечения составляющей балки (полотнище с набором) или тавра; /, - моменты инерции со­ставляющей балки или тавра; г - координата центра тяжести объема укорочения; г - координаты центра тяжести присоединенного пояс­ка (полотнища) или полки тавра.

Критические напряжения определяются по известной формуле

knJE ( sX

0-|>=Ti(bV)UJ' (18-4)

где k — коэффициент, зависящий от соотношения сторон пластины и характера закрепления ее кромок (табл. 18.1); v - коэффициент Пуас­сона, принимаемый равным 0,3; s - толщина пластины; b - ширина пла­стины.

Таблица 18.1

Значение коэффициента к и выражении а пластины, сжатой и продольном направлении

Эскиз пластины

Отношение сторон пластины а/Ь

0,6

0,8

1.0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0 3,0 j *

Значение коэффициента k

-дрпачги ищи “£1 0 *•

5,14

4,20

4,00

4,13

4,47

4,20

4,05

4,00 4,00

4,00

rsr-"-'-'-js;

3,65

2,15

1,44

1,14

0,95

0,84

0,76

0,70 0,56

0,46

Когда условие (18.2) не выполняется, т. е.|crt!| >crhl), элемент теряет устойчивость, приобретая определенную форму (рис. 18.2, в).

Если длина пластины а значительно больше ее ширины Ь, то, теряя устойчивость, пластина разбивается узловыми линиями на отдельные участки, длина которых [*b для пластины, закрепленной по двум про­дольным кромкам, и / * 1,64і для пластины, одна продольная кромка которой свободна.

Приближенное определение деформаций из плоскости в закрити - ческой области проведем, исходя из следующих соображений. В мо­мент потери устойчивости деформации в плоскости пластины рав­ные М)=—Эти деформации не меняются в закритической области, £

так как сближение торцевых сторон пластины, обусловленное дальней­шим укорочением металла в районе швов, приводит лишь к увеличе­нию выпучины, не меняя ее длины по дуге. Таким образом, конечная длина дуги выпучины

(18,5)

где / - расстояние между узловыми линиями пластины.

Если относительная деформация сжатия єп в полотнище или полке тавра по абсолютной величине превосходит величину критической де­формации є, то хорда t, замыкающая дугу выпучины, определится по выражению

(18,6)

Задаваясь теперь формой выпучины, можно приближенно опреде­лить ее стрелку прогиба. Так, например, если считать, что выпучина имеет форму дуги окружности (рис. 18.2, г), то, используя известное из геометрии соотношение

(18.7)

получаем

кР - (18.8)

/(j] = 0,43/^(і-єч,)2-(і-|є„|)2 *0,61/^|є„|-є

Следует отметить, что выбор формы выпучины мало влияет на стрел­ку ее прогиба. Например, синусоидальная форма приводит к выражению

(18.9)

Учитывая приближенную схему, а также оценочный характер расче­тов местных деформаций, стрелку прогиба выпучины определяют по формуле

(18.10)

где 0,6 - усредненное значение значимого коэффициента.

ОСНОВЫ СВАРКИ СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ СВАРОЧНЫХ РАБОТ

Все рассмотренные способы сварки при своем использовании тре­буют соблюдения комплекса правил техники безопасности п охраны труда, которые должны отражаться в соответствующей технической документации и строго соблюдаться при проведении сварочных работ. …

ВЛИЯНИЕ СВАРОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ И РАБОТОСПОСОБНОСТЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И КОНСТРУКЦИЙ

Процесс сварки сопровождается развитием в металле сварных соеди­нений необратимых объемных изменений, в результате которых в конст­рукциях возникают остаточные деформации и напряжения. Являясь соб­ственными напряжениями, т. е. уравновешенными в любых сечениях …

КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И КОНСТРУКЦИЙ

Коррозия - это процесс разрушения металлов в результате взаи­модействия их с внешней средой. Термин ржавление применим только к коррозии железа и его сплавов с образованием продуктов коррозии, состо­ящих в основном …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.