В. А. Жилкин

Итак, допускаемое растягивающее усилие P = 22,62 т, необходимая ширина листа b = 181 мм.

9.1.2. Расчет сварных соединений на срез

При изготовлении металлических конструкций часто применяется электродуговая сварка. Впервые электрическая дуга была открыта русским учёным проф. В.В. Петровым в 1802 г. Обнаружив плавление металла в пламени полученной им электрической дуги, проф. В.В. Петров указал на возможность использования этого явления в технике. Однако электрическая дуговая сварка была изобретена лишь в конце XIX века русскими инженерами Н.Н. Бенардосом (1882 г.) и Н.Г. Славяновым (1888 г.) и получила впоследствии широкое распространение во всём мире.

Расчёт сварных соединений, как и заклёпочных, условно ведётся в предположении равномерного распределения напряжений по сечению швов.

Расчет сварных соединений тесно связан с технологией сварки; в частности, это находит отражение в величине допускаемых напряжений для материала швов, назначаемых в зависимости от способа сварки (ручная или автоматическая), а также от состава и толщины защитной обмазки электродов.

Наиболее распространены соединения встык и соединения с помощью угловых или валиковых швов.

Соединения встык применяются, когда соединяемые листы находятся в одной плоскости. Кромки листов при толщине t 8 мм не обрабатываются (рис. 9.9, а); при t 8 20 мм – скашиваются, сварка производится с одной стороны и получается V-образный шов (рис. 9.9, б), при t 20 мм кромки скашиваются с двух сторон, получается X-образный шов (рис. 9.9, в). Расчет таких швов осуществляется на разрыв. Расчетную толщину шва принимают равной t (наплавы не учитываются).

380

ГЛАВА9 Сдвиг и кручение

г

е

а

б

в

д

ж

Рис. 9.9

Соединения с помощью угловых швов применяют в случаях, когда соединяемые листы параллельны или перпендикулярны. К ним относятся соединения внахлестку, с накладками и тавровые. Если направление шва перпендикулярно

к действующему усилию, то шов называется лобовым. Швы, параллельные усилию, называются фланговыми, или боко-

выми. На рис. 9.9, г показано соединение листов внахлестку лобовыми швами, на рис. 9.9, д – соединение с накладками, приваренными фланговыми швами, на рис. 9.9, е – тавровое соединение.

Обычно при расчетах сварных швов наплавы не учитывают, а считают, что в разрезе угловой шов имеет форму прямоугольного равнобедренного треугольника (рис. 9.9, ж). Разрушение угловых швов длиной L происходит от среза по наименьшей возможной площади среза, расположенной в биссекторной плоскости прямого угла:

F L h cos 45o 0,7Lh .

Условие прочности запишется в виде

	P		P			.	(9.12)
	F		0,7Lh		ш

Допускаемые напряжения ш для швов в зависимости от типов электродов составляют обычно от 50 до 70%

381

В. А. Жилкин

допускаемых напряжений на растяжение основного (свариваемого) металла.

Расчетная длина шва Lp определяется формулой

	Lp				P					(9.13)
				0,7			h
					ш
и в связи с непроваром в начале и конце шва обычно
принимается на 10 мм меньше действительной L:
	L Lp 10					мм.
Пример 9.4. Определить необходимую длину фланговых										швов	для
соединения внахлёстку двух полос сечением										10×80	мм
и 10×100 мм, растягиваемых продольными силами P. Допу-
скаемые напряжения принять:
							160 МПа;
на растяжение полос
		ш			90
на срез швов						МПа.

Учесть возможный непровар в начале и конце каждого шва по 5 мм ( L Lp 2 5 мм).

Рис. 9.10

Все вычисления выполним в MathCAD.

382

ГЛАВА9 Сдвиг и кручение

Необходимая длина швов составляет 112 мм.

Пример 9.5. Стойка фермы, состоящая из двух швеллеров № 12, прикрепляется к фасонке с помощью фланговых швов (рис. 9.11).

а

б

Рис. 9.11

Определить необходимую рабочую и проектную длину швов, если катет шва принять t 10 мм, допускаемое напряжение на срез шва ш 100 МПа, а нормальное напряжение в стойке 158 МПа;

Выяснить, какая потребуется расчетная длина фланговых швов, если стенка каждого швеллера будет дополнительно приварена прорезным швом длиною 85 и шириной 10 мм.

Все вычисления выполним в MathCAD.

383