ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРОЧНОСТИ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

СОЕДИНЕНИЯ С ЛОБОВЫМИ ШВАМИ

На рис. 7.18 показано сварное соединение листов разных тол­щин (t1 и t2) лобовыми швами № 1 и № 2.

При дальнейших расчетах будем считать длину шва равной единице, т. е. вести расчет на погонные нагрузки. Чтобы не ус­ложнять вычислений, моментами будем пренебрегать.

л

СОЕДИНЕНИЯ С ЛОБОВЫМИ ШВАМИ

Рис. 7.18

Схема сварного соединения листов разных толщин лобовыми швами

Как известно, в упругой стадии нагружения в таком соедине­нии всегда больше нагружен сварной шов, расположенный со сто­роны более тонкого листа. Однако при расчете такого соединения по СНиПам расчетная нагрузка N предполагается распределенной равномерно между двумя швами. Расчетная нагрузка на один шов: Р = N/2. Действительную нагрузку, пренебрегая изгибами, найдем из условия одинаковой деформации верхней и нижней пластины на расстоянии между швами. Тогда средние напряжения составят:

а = г-Е = -—N—-;

(tl + t2)

погонное усилие в тонкой пластине, передаваемое швом № 2:

N1 = ст • t1 = N ■

tl +12

погонное усилие в толстой пластине, передаваемое швом № 1:

N2 =ст • t2 = N • -

t1 + t2

Если из этих усилий вычесть расчетные усилия, получим соб­ственные погонные усилия в первом и втором швах:

t1 - t2

Р1сб = N1 - P = N

2 ■ (t1 + t2 ) )

Р2сб = N2 - Р = N ■

2 ■ (t1 + t2)y

Из этих формул видно, что собственные усилия уравновеши­вают друг друга. При появлении в более нагруженном шве пласти­ческих деформаций собственные напряжения снимаются. Вели­чину упругой податливости этого соединения можно определить

из предположения, что при полном снятии собственных напряже­ний в каждой из пластин действует одинаковая нагрузка Р, и под ее действием пластины удлиняются неодинаково. Собственные напряжения полностью снимутся, когда в более нагруженном шве тонкая пластина проскользнет по толстой пластине на величину разности удлинений этих пластин под действием собственных на-

пряжений:

Л10 _

(7.27)

2 • E

Р1сб • L Р2сб • L N • L ( 1 1

E • t2

Оценим численно величину Al0 для сварного узла из двух пла­стин из стали С235 (Ry = 230 МПа) толщиной t1 = 10 мм и t2 = = 20 мм, соединенных двумя лобовыми швами при длине нахле­стки L = 200 мм.

Предполагаемая приложенная нагрузка равна прочности бо­лее тонкой пластины: N = Ry • t1. Модуль упругости: E = 2105 МПа. Тогда

N • L( 1 1 'ї 230 10 • 200

2 • 2 105

2 • E

-1 --11 = 0,057 мм. 10 20/

Пластическое проскальзывание углового шва в обычных усло­виях на 6 сотых долей миллиметра безопасно для конструкции. Однако если шов сварен плохими (например, меловыми) электро­дами, может произойти разрушение.

СОЕДИНЕНИЯ С ЛОБОВЫМИ ШВАМИ

Рис. 7.19

Схема сварного соединения листов разных толщин лобовыми швами и изгибом тонкого листа в пределах нахлестки

На рис. 7.19 показано сварное соединение, аналогичное рис. 7.18, в котором тонкий лист изогнут в пределах нахлестки до прогиба f.

Здесь для того, чтобы натянуть тонкий лист, его нужно предвари­тельно распрямить. Необходимое для такого распрямления пере­мещение в наиболее слабом шве равно удлинению от выпрямле­ния пластины, изогнутой по уравнению у = y(x). В данном слу­чае это дуга окружности, и по С. П. Тимошенко удлинение составит:

8 • f2 _р2 • L 3 • L 6 ,

L

(7.28)

М) * 2 • J (у')2 •dx:

где у' — производная от функции, по которой изогнута пластина; Р — угловая деформация швов № 1 и № 2.

В этом случае упругую податливость по формуле (7.27) нужно суммировать с результатом вычисления по формуле (7.28).

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРОЧНОСТИ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

УРАВНЕНИЯ СПЛОШНОСТИ И ПОСТОЯНСТВА ОБЪЕМА

Уравнения сплошности выполняются автоматически, если де­формации вычисляются по формулам (2.25) и (2.26) путем диф­ференцирования трех непрерывных функций для перемещений: ux(x, y, z), uy(x, y, z) и uz(x, y, z). Однако …

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ФОРМУЛЫ (7.16)

Для экспериментальной проверки совместно с ЦНИИ «Проме­тей» были изготовлены крупные образцы из стали М16С (типа ВСт3) и 10ХСНД толщиной 20-40 мм, которые разрушались при температурах от +24 до -196°С. Конструкции …

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.