Защита в чрезвычайных ситуациях 

20.02.02 Защита в чрезвычайных ситуациях 

ОП.02 Техническая механика

Раздел 2 «Детали машин». Тема 2.1 «Соединения деталей машин»

Занятие №22 (практическое)«Расчет сварных соединений»

Цель:так как при освоении учебной дисциплины ОП.02 Техническая механика у обучающихся должны быть сформированы умения:

- проводить расчет и проектировать детали и сборочные единицы общего назначения;

- определять напряжения в конструкционных элементах;

- производить расчеты элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость;

то целью данной практической работы является формирование умений проводить расчет сварных соединений, определять напряжения в сварных соединениях и производить расчет на прочность сварных соединений.

Пример выполнения расчетов

Задание.Рассчитать сварные соединения однодискового зубчато­го колеса (рис. 1), передающего вращающий момент Т = 30 кН·м. Внутренний диаметр диска d₁ = 210 мм, наружный d₂ = 500 мм (рис. 1). Матери­ал обода, ступицы и диска – сталь Ст3. Распределение нагрузки по свар­ному шву неравномерное – циклическое, с коэффициентом асимметрии цикла R = 0,3. Сварка ручная, дуговая электродом Э50А. Шов двусторон­ний (i = 2).

Ход выполнения задания.

1. Для фланговых швов принимаем эффективный коэффи­циент концентрации напряжений К_σ = 4. При R = σ_mjn/σ_max = 0,3 среднее напряжение цикла σ_m > 0.

Допускаемое напряжение среза для угловых швов при переменной нагрузке:

Рис. 1

где коэффициент γ при переменной нагрузке: γ = 0,51

По табл. 1 для стали Ст3 [σ]_р = 160 Н/мм². Тогда:

Таблица 1 –Допускаемые напряжения для сварных соединений деталей из низко- и среднеуглеродистых сталей при статической нагрузке

Вид деформации и напряжения

Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом

Ручная дуговая сварка электродами

Э50А, Э42А

Э50, Э42

Растяжение [σ]′_р

[σ]_р

[σ]_р

0,9[σ]_р

Сжатие [σ]′_сж

[σ]_р

[σ]_р

[σ]_р

Срез [τ]′_ср

0,65[σ]_р

0,65[σ]_р

0,6[σ]_р

Примечание: в таблице [σ]_р – допускаемое напряжение на растяжение для материала соединяемых деталей. Для стали Ст2 [σ]_Р = 140 Н/мм², Ст3 [σ]_р = 160 Н/мм²

2. Окружные силы на внутреннем и наружном диаметрах диска:

3. Внутренний и наружный периметры диска (длины фланговых швов):

l_1фл = πd₁ = 3,14·210 = 660 мм; l_2фл = πd₁ = 3,14·500 = 1570 мм

4. Высота катета по внутреннему периметру диска:

Принимаем k₁=6 мм

5. Высота катета по наружному периметру диска.

Так как F_t1 > F_t2 и l_1фл < l_1фл, то более нагружен шов по внутреннему периметру диска. Для него высота катета k₁= 6 мм. По наружному пери­метру диска принимаем k₂ – k₁ =6 мм. Сплошной шов заменяем прерыви­стым – шесть участков длиной l = 10k₂ = 60 мм каждый.

Расчетное напряжение среза этого шва:

прочность шва обеспечивается.

Таблица 2 –Исходные данные для решения задачи

№ варианта

Т , кН·м

d₁, мм

d₂, мм

Т, кН·м

d₁, мм

d₂, мм

Т, кН·м

d₁, мм

d₂, мм

Материал

сталь Ст3

сталь Ст2

сталь Ст3

сталь Ст2

сталь Ст3

сталь Ст2

сталь Ст3

сталь Ст2

Марка электрода

Э50А

Э42А

Э50

Э42

Э50А

Э42А

Э50

Э42

 

Поделиться:

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману