Расчет сварного шва

Расчет сварного шваЗадача № 2 Расчет сварного соединения с угловыми швами на действие момента в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения шва.

Исходные данные. Консоль двутаврового профиля прикрепляется угловым швом путем обварки по периметру профиля. Размеры поперечного сечения показаны на рис. 10.

Изгибающий момент М=80 кНм. Материал консоли листовая сталь марки 15ХСНД, (Rуп=345 МПа, Rип=490 МПа). Сварка выполняется полуавтоматом в углекислом газе проволокой диаметром 2 мм марки Св - 08Г2С в нижнем положении (Rf.=215 МПа, f =0,9). Коэффициенты условий работы f=c=1

bf = 18 см

tf = 0.8 см

hw = 24 см

tw = 0.6 см

h = 25.6 см

Необходимо определить катет углового шва.

Решение. Сечение, по которому следует производить расчет сварного соединения для указанного сочетания стали, сварочной проволоки и способа – по металлу шва. Расчет должен выполняться по формуле:

Момент сопротивления расчетного сечения периметра швов

Wf =

где момент инерции расчетного сечения

Для углового шва kf =10 мм

= 11 946 см4

13.8 см

Wf = 866 см3

Напряжение в шве:

Мпа

Таким образом, при kf=10 мм напряжение условного среза в соединении f в 0,429 раза ниже расчетного сопротивления Rf Следовательно, катет углового шва в соединении должен быть принят ближайшим большим kf =5 мм.

Проверка прочности соединения при kf=5 мм показывает правильность расчета:

= 5 957.7 см4

13.3 см

Wf = 447.9 см3

Мпа < 215 МПа

Прочность обеспечена.

Задача № 3 Расчет сварного соединения с угловыми швами на действие момента в плоскости расположения швов.

Исходные данные. Полоса прикрепляется двумя горизонтальными и одним вертикальным швом (рис. 11).

Изгибающий момент М=60 кНм. Материал пластины – сталь марки ВСтЗ (Rип=370 МПа). Сварка выполняется покрытыми электродами типа Э46 (Rf=200 МПа, f=0,7). Коэффициенты условий работы f=c=1. Необходимо определить катет углового шва.

l1=30 см; l2=20 см

Решение. Для указанного сочетания стали, электродов и способа расчетным сечением является сечение по металлу шва, поэтому расчет должен выполняться по формуле:

Центр тяжести периметра швов определяется по формуле:

При kf =10 мм

см

Координаты точки А наиболее удаленной от центра тяжести расчетного сечения швов, х = 19 см, у = 10 см. Моменты инерции расчетного сечения соединения по металлу шва относительно его главных осей:

Для углового шва kf =10 мм с учетом того, что расчетная длина шва принимается меньше его полной длины на 10 мм ( l1 = 29 см):

см4

см4

Расстояние от центра тяжести периметра швов до точки А

см

Напряжения в соединении:

МПа

Таким образом, при kf = 10 мм напряжения в соединении f составляют 0,63 от расчетного сопротивления ( Rf ). Следовательно, катет шва в соединении должен быть принят kf =7 мм.

см

Координаты точки А наиболее удаленной от центра тяжести расчетного сечения швов, х = 30 - 11.16 = 18.84 см, у = 10 см. Моменты инерции расчетного сечения соединения по металлу шва относительно его главных осей:

см4

см4

Расстояние от центра тяжести периметра швов до точки А

см

Напряжения в соединении:

Мпа