2.Соединения

2.1. Сварные соединения. Основные расчетные формулы

2.1.1 Расчет сварных соединений, выполненных стыковым швом.

Рас­чет стыковых швов производится по тем же формулам, что и целых элементов. Особенность состоит в назначении допускаемых напря­жений (см. табл. 2.1).

Напряжения, возникающие от изгибающего момента М и растя­гивающей (сжимающей) силы F, определяются из выра­жения

(2.1)

где М – изгибающий момент, Н · мм; W – момент сопротивления сечения, мм³; l – длина шва, мм; δ – толщина соединяемых элементов, мм; F – нагрузка, Н; [σ_р(сж)] – допускаемое напряжение на растяжение или сжатие для сварного шва, Н/мм².

Рис. 2.1. Схема таврового соединения

2.1.2 Расчет сварных нахлесточных соединений.

Так как нахлесточные соединения выполняются уг­ловым швом (лобовым, фланго­вым, комбинированным), их ра­счет унифицирован и производит­ся по условным касательным напряжениям. При действии на шов силы F из условия прочности среза по формуле

(2.2)

где F – нагрузка, H; [τ'_ср ] – допускаемое напряжение на срез для сварного шва, Н/мм²; l_р – расчетная длина шва, мм (l_Р = ∑l - сум­марная длина); 0,7k = h – толщина шва в опасном сечении, мм; k – катет шва, мм.

Размер катета шва k, как правило, равен толщине свариваемых деталей δ, но может быть и меньше.

Комбинированные сварные швы (рис. 2.10) применяются в том случае, если простой угловой шов (лобовой, фланговый, косой) не обеспечивает необходимой прочности сварного соединения.

Условие прочности комбинированных швов, нагруженных мо­ментом М в плоскости стыка, приближенно, если l_ф ≤ 0,5 Н [6], опре­деляется по формуле

(2.3)

в общем случае максимальное напряжение от момента

(2.4)

где ρ_max – наибольший радиус от центра тяжести площади опасных сечений шва, мм; /_р – полярный момент инерции сечения шва: 1р = 1_х + 1_у мм⁴.

Для рассматриваемого случая (см. рис. 2.10) приближенно [15]:

Максимальные напряжения в комбинированных швах от дей­ствия момента М и силы F (см. рис. 2.10) определяются геометриче­ским сложением напряжений от этих нагрузок.

При приближенном расчете, когда l_ф<0,5H, условие прочности можно записать следующим образом:

(2.5)

2.1.3 Расчет пробочных и проплавных соединений.

Прочность пробоч­ных и проплавных соединений, работающих обычно на срез, опреде­ляется формулой (1.4):

(2.6)

где А_∑ - суммарная площадь сечения швов в плоскости соприкосно­вения, мм².

2.1.4 Расчет тавровых соединений.

При выполнении тавровых соеди­нений без подготовки кромки соединяемых элементов (рис. 2.11) (сварка осуществляется угловым швом) условное напряжение при нагрузке силой F и изгибающим моментом М

(2.7)

При выполнении этого соединения с подготовкой кромок (см. рис. 2.1) расчет на прочность производят аналогично соединениям элементов встык:

(2.8)

Условие прочности таврового соединения, нагруженного крутящим моментом (рис. 2.12), определяется по выражению (1.6):

(2.9)