Пример комбинированного сварного соединения приведен на рис 2.15.
Рис. 2.15 Комбинированное сварное соединение
Условие прочности шва:
,
Шов круговой, нагруженный крутящим моментом
Расчетная схема кругового шва, нагруженного крутящим моментом, приведена на рис. 2.16.
Рис. 2.16. Расчетная схема кругового шва, нагруженного крутящим моментом
Расчету подлежат швы № 1 и № 2.
Шов № 1
Сечение кругового шва приведено на рис. 2.17.
Рис. 2.17. Сечение кругового шва № 1
Из рисунка d1 = d + 2.0,7k
Условие прочности шва:
,
где
.
Для узких кольцевых сечений (рис. 2.18):
.
Учитывая,
что в нашем случае
,
,
.
Рис. 2.18. Сечение узкого кольцевого шва
Шов № 2
,
,
т.к. .
В целях повышения технологичности швы выполняют одним и тем же катетом, и, исходя из этого, задача расчета шва № 2 сводится к определению его длины:
.
,
,
.
Поскольку
,
шов № 2 выполняют
прерывистым.
2.4. Расчёт на прочность нахлесточных (валиковых) сварных соединений, нагруженных моментом в плоскости стыка деталей
Шов простой
Расчетная схема и опасное сечение шва приведены на рис. 2.19.
Рис. 2.19. Расчетная схема и опасное сечение шва
Уcловие прочности шва:
,
где
- расстояние от центра тяжести до наиболее
удалённой точки сварного соединения.
,
где
- полярный
момент сопротивления,
,
,
,
т.к.
,
пренебрегаем
,
,
.
Шов комбинированный.
Расчетная схема комбинированного шва приведена на рис. рис. 2.20.
Рис. 2.20. Расчетная схема комбинированного шва
а) приближённый расчёт
При приближённом расчёте принимают:
все элементы сварного соединения работают независимо друг от друга;
напряжения во всех точках сварного соединения одинаковы.
Схема шва изображена на рис. 2.21.
Т = Т1+Т2 ,
где Т1 - часть внешнего момента Т, воспринимаемая горизонтальными участками сварного соединения; Т2 - часть внешнего момента Т, воспринимаемая верти-кальными участками сварного соединения.
Т1 и Т2 определяются как
,
,
,
.
Рис.2.21. Расчетная схема шва при приближенном расчете
Неизвестны три параметра (k; l1; l2): в этом случае конструктор задаёт два из них, а третий находит.
Приближённый расчёт применяется в качестве проектировочного, позволяющего определить все необходимые геометрические размеры сварного соединения.
б) уточнённый расчёт
С
хема
шва представлена на рис. 2.22.
Рис. 2.22. Расчетная схема шва при уточненном расчете
Момент Т стремится повернуть все элементы сварного соединения относительно вокруг оси, проходящей через центр тяжести. При этом напряжения в сварном соединении распределяются пропорционально расстоянию от точки до центра тяжести. В рассматриваемой элементарной точке с площадью dA действуют
напряжения:
,
где
-
наибольшее напряжение в сварном
соединении. Находится в наиболее
удалённой (на расстоянии
)
от центра тяжести точке сварного
соединения.
Уточнённый расчёт используется в качестве проверочного.
2.5. Расчёт на прочность нахлесточных (валиковых) сварных соединений, нагруженных не центрально приложенным усилием.
Сдвигающим усилием
По правилам статики приводим силу F центру тяжести сварного шва, при этом возникает сдвигающий момент (рис. 2.23.).
Рис. 2.23. Расчёт на прочность нахлесточных (валиковых) сварных соединений, нагруженных не центрально приложенным усилием.
Существуют два метода расчёта:
а) приближённый
,
,
,
,
и
действуют одновременно (их взаимное
расположение надо установить).
Уравнение прочности сварного соединения:
,
где
.
Приближённым расчётом определяются геометрические размеры сварного соединения.
б) уточнённый
Р
асчетная
схема нахлесточного (валикового)
соединения при нагружении сдвигающим
усилием при уточненном расчете приведена
на рис. 2.24.
Рис. 2.24. Расчетная схема нахлесточного (валикового) соединения при нагружении сдвигающим усилием при уточненном расчете
,
,
.
Уравнение прочности шва:
.
2. Отрывающим усилием
Возникающий при переносе усилия в центр тяжести сварного шва момент вызывает поворот детали вокруг оси.
Рис. 2.25. Расчетная схема нахлесточного сварного соединения при нагружении отрывающим усилием
,
,
,
,
,
,
,
,
, ,
.
Уравнение прочности шва:
