8.3 Зварні з’єднання внапусток
виконуються тільки кутовими швами.
Ш
ви
поділяються на нормальні, посилені
(опуклі), послаблені (угнуті). Останні
застосовуються для надання більшої
пружності з’єднання при змінних
навантаженнях.
Катет шва
може дорівнювати товщині листа
(рис.5) або бути меншим (рис.6)
Поперечний переріз шва являє собою рівномірний прямокутний трикутник.
8.4 Розрахунок на міцність
кутового шва є уніфікованим. Небезпечний переріз шва пролягає по бісектрисі прямого кута.
Рис.7
Щоб уникнути вигину
з’єднання в місці зварювання, довжина
напустку
повинна перевищувати
.
Шви знаходяться у складному напруженому
стані. Тут і розтяг, і вигин, і дотичне
напруження. Еквівалентне ж напруження
по величині дорівнює приблизно дотичному
напруженню зрізу по бісектральній
площині поперечного перерізу шва, розмір
якої в площині креслення -
(ширина шва).
Загалом
.
В нашому випадку (рис.7)
(оскільки
).
Таке визначення
величини
є слушним для нормального шва і ручного
зварювання. В інших випадках цифра
вибирається з інтервалу 0,7...1,1 і загалом
позначається
- коефіцієнт, що враховує глибину
проплавлення. Отже, по рис.7
(8.4.2)
де
- з таблиць
- висота (катет)
шва;
Уніфікованість розрахунку полягає в тому, що незалежно від розміщення кутового шва відносно вектора навантаження він однаковий (напруження по окремих швах, якщо їх декілька різних - сумується). Тобто, по рис.2
(8.4.3)
8.5 З’єднання впритул
може бути виконаним як стиковими, так і кутовими швами. У випадку стикового шва розрахунок ведеться по максимальних нормальних напруженнях, у випадку кутового - по максимальних дотичних. Можуть бути навантаженими силами й моментами.
Рис.8
1) З’єднання стиковим швом - нормальне max напруження
Вручну важко
виконати рівний і рівномірний шов при
2) З’єднання по рис.8 (площина дії моменту перпендикулярна площині стикові з’єднуваних елементів конструкції) може бути виконане з кутовими швами. В цьому випадку: дотичне max напруження
Розрахунок по рис.9 має умовний характер, бо для напруження зрізу в швах приймається той же закон розподілення, що й для нормальних напружень в брусі, що працює одночасно на згин та розтяг.
Переваги й недоліки зварних з’єднань.
В порівнянні з литими конструкціями, зварні дають економію металу, бо менше переріз конструкцій (вдвічі-тричі): економія по масі на 30...50% за рахунок більш раціонального конструктивного виконання деталей при зварюванні.
В порівнянні з
заклепковими з’єднаннями - менше витрати
металу на шов (див.
; в той же час
).
Нижче трудомісткість процесу.
Недоліки:
Виникнення залишкових напружень в з’єднаних елементах після зварювання.
Жолоблення зварених елементів.
Погане сприймання змінних і особливо вібраційних навантажень.
Складність і трудомісткість контролю швів.
Неможливість з’єднання елементів з матеріалів, що не піддаються зварюванню.
Лекція №9
9.1 З’єднання деталей з натягом
Це - напружені з’єднання, де натяг створюється необхідною різницею посадочних розмірів, деталей, що з’єднуються. Причому, різниця ця - від’ємна.
Сполучення - за рахунок сил пружності заздалегідь здеформованих в межах закону Гука деталей, що породжують сили тертя ковзання в зоні контакту.
З’єднання з натягом в загальному машинобудуванні найчастіше виконуються по циліндричних або конічних поверхнях, де одна з деталей охоплює іншу без допоміжних засобів скріплення.
З’єднання з натягом спроможні сприймати довільно направлені сили й моменти.
Переваги з’єднань: передача великих навантажень і гарне сприйняття ударних навантажень.
Недоліки: складність збирання й розбирання (особливо всередині нерознімного корпусу), можливість пошкодження поверхонь при розбиранні; залежність міцності з’єднання від розсіювання дійсних посадочних розмірів в межах допуску.