РАСЧЕТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ ПОСТОЯННЫХ НАГРУЗКАХ

Стыковые швы рассчитывают на прочность по номинальному сечению соединяемых деталей (без учета утолщения швов), как целые детали.

Напряжения растяжения

где Р — внешняя нагрузка; — соответственно длина шва и толщина соединяемых деталей; — допускаемое напряжение сварного шва при растяжении; часто принимают где — допускаемое напряжение при растяжении основного металла (см, табл. 2).

Допускаемая растягивающая или сжимающая нагрузка

Напряжения в шве при совместном действии внешней силы и изгибающего момента

здесь М и Р — изгибающий момент и внешняя сила; — момент сопротивления сечеиия шва.

Рис. 7. К расчету угловых швов

Расчет на прочность угловых фланговых и лобовых швов проводится на срез по сечению, проходящему через биссектрису прямого угла (рис. 7). Площадь расчетного сечения принимают

где — расчетный катет углового шва; — длина шва.

Наибольшая длина лобового шва не ограничивается, а длину фланцевого шва не следует делать большей

2. Допускаемые напряжения для сварных швов при статической нагрузке

(см. скан)

из-за иеравиомериого распределения нагрузки по длине.

Напряжения среза в расчетном сечении

где — допускаемое напряжение сварного шва на срез.

Если соединение имеет лобовые и фланговые швы, то в формулу (5) вместо I следует подставлять длину всего периметра угловых швов.

Допустимая растягивающая нагрузка

Швы целесообразно располагать так, чтобы они были нагружены равномерно.

Если фланговые швы размещены несимметрично относительно нагрузки, например, в соединении с уголком (рис. 8), то, полагая, что напряжения равномерно распределены по длине шва, из уравнений равновесия получим соотношения для нагрузок на фланговые швы в виде

где и - расстояния от центра тяжесги сечения элемента до центра тяжести сечения швов.

Если задана длина шва

то ее целесообразно разместить пропорционально нагрузкам

что эквивалентно условию

Для получения равномерного распределения нагрузки между швами необходимо длину каждого шва принимать обратно пропорциональной расстоянию между центрами тяжести шва и детали.

Расчет комбинированных (фланговых и лобовых) угловых швов под действием момента в плоскости стыка (рис. 9) выполняют, полагая, что швы работают независимо, а фланговые швы передают только силы вдоль своей оси.

Рис. 8. Соединение пластины с уголком

Из условий равновесия следует:

где откуда

В уточненном расчете можно принять что приваренный элемент стремится повернуться вокруг центра тяжести площади сечеиий швов. Тогда

где полярный момент инерции швов, — моменты инерции швов относительно осей и у, проходящих через центр тяжести площади сеченин швов; -расстояние от центра тяжесги до наиболее удаленной точки шва.

Тавровые соединения, выполненные угловыми швами, рассчитывают по формулам (5) и (6), а стыковые — по формулам (1) и (2).

Угловые соединения (см. рис. 3) не используются как силовые, их применяют, как правило, для

Рис. а К расчету соединений с комбиниронанным угловым швом

3. Расчетные сопротивления для ннзкоуглеродистых сталей

(см. скан)

образования профилей из отдельных элементов.

Прочность стыкового соединения, полученного контактной сваркой, принимают равной прочности основного металла.

Соединение, полученное точечной контактной сваркой, при действии нагрузки в плоскости стыка рассчитывают на срез, принимая равномерное распределение нагрузки между точками

где Р — усилие, приходящееся на одну точку, — число плоскостей среза точек.

Швы, получаемые на роликовых машинах, рассчитывают по формуле

здесь а — ширина — его длина.

Допускаемые напряжения в сварных швах в долях допускаемых напряжений основного металла приведены в табл. 2. Допускаемые напряжения для основного металла в металлоконструкциях вычисляют по формуле

где — расчетное сопротивление с учетом неоднородности материала — предел текучести материала); — коэффициент, который принимают в зависимости от типа соединения и условий его работы, обычно — коэффициент перегрузки, обычно для резервуаров с внутренним давлением для подкрановых балок при тяжелом режиме работы

В строительных конструкциях принимают расчетное сопротивление . Значения принимаемые в ряде отраслей машиностроения, приведены в табл. 3.