Контрольная работа по Технологиям металлов и сварке (стр. 4 из 5)
,
Ответ. Поверочный расчет показал, что прочность сварного стыкового шва не обеспечена.
2.4 Задача №4
На стыковое соединение двух листов сечением 500х25 мм действует изгибающий момент М = 68 кН∙м и продольная сила N = 650 кН. Используя исходные данные предыдущей задачи произвести поверочный расчет соединения, рисунок 2.4.
Рисунок 4
Решение. При одновременном воздействии на стыковое соединение изгибающего момента М и продольной силы N прочность сварного стыкового шва проверяют по формуле
= 
+ 
. (12)По условиям предыдущей задачи
= 45см; Wω = 675 см2; Rωy = 27 кН/см2 ; γс = 0,95.Проверяем прочность стыкового шва по формуле (12)
= 
< 
Ответ. Поверочный расчет показал, что прочность сварного стыкового шва обеспечена.
2.5 Задача №5
Определить катет углового шва kf , см, нахлесточного соединения двух листов сечением 500х25 мм из стали С275 соединенных лобовыми швами, нагруженного продольным усилием N = 650 кН. Сварку производят электродами, коэффициенты условий работы шва (γωf, γωz) и конструкции (γс) принять равными 1, рисунок 2.5.
Рисунок 2.5
Решение. Сварные соединения с угловыми швами (угловые, нахлесточные, тавровые) при действии продольной и поперечной сил рассчитывают на срез (условный) по двум сечениям:
- по металлу шва
, (13)- по металлу границы сплавления
≤ 
, (14)где βf , βz – коэффициенты, принимаемые по таблице 35, /3/;
lω – расчетная длина шва, принимаемая меньше его полной длины на 10мм, lω = l – 10 мм;
Rωf – расчетное сопротивление угловых швов по металлу шва;
Rωz – расчетное сопротивление по металлу границы сплавления, по таблице 3, /3/, Rωz = 0,45 Run , где Run – нормативное временное сопротивление стали, принимаемое по таблице 51, /3/;
kf - катет углового шва;
γωf, γωz – коэффициенты условий работы шва, равные 1;
γс– коэффициент условий работы.
Определяем величину катетов лобовых швов kf см, из формул (13) и (14)
, (15)
, (16)где n – число швов в соединении, в рассматриваемом примере их два, снизу и сверху, рисунок 5;
βf = 0,7; βz = 1 –по таблице 35, /3/, для ручной электродуговой сварки;
lω = l – 10мм = 500 – 10 = 490 мм = 49 см;
Rωf = 200 МПа = 20 кН/см2, по таблице 56,/3/, принимая предварительно по таблице 55, /3/, электроды марки Э46;
Rωz = 0,45 Run = 0,45∙380 = 171 МПа = 17,1 кН/см2;
, 
.Учитывая требования п. 12.8, /3/, что катеты угловых швов следует принимать не менее указанных в таблице 39, /3/, принимаем kf = 8 мм.
Ответ. Катет угловых швов нахлесточного соединения с лобовыми швами принимаем kf = 8 мм.
2.6 Задача №6
Рассчитать нахлесточное соединение с фланговыми швами (определить длину накладки lн, см), на действие продольной силы N=650 кН. Сечение основных листов
мм из стали С275, сечение накладок 
мм из той же стали, зазор между стыкуемыми листами а = 10 мм. Сварка ручная, электродуговая. Коэффициенты условий работы шва и конструкции 
γωz = 
=1, рисунок 2.6. 
Рисунок 2.6
Решение. Производим проверку прочности накладок по формуле
, (17)где Ан- суммарная площадь поперечного сечения накладок;
=270 МПа, по таблице 51, /3/;γс= 1, по таблице 6, /3/;
Ан = 2∙bн∙tн = 2∙46∙1,2 = 110,4 см2,
< 
.Определяем длину флангового шва, учитывая, что с одной стороны соединения их четыре (два сверху и два снизу). Из формул (13) и (14) вычислим расчетную длину флангового шва lω, см
- по металлу шва
, (18)- по металлу границы сплавления
, (19)где
- по таблице 35, /3/, для ручной электродуговой сварки;
- катет углового шва, принимаемый по таблице 39, /3/,
=8 мм;
- расчетное сопротивление по металлу шва, по таблице 56, /3/, принимая предварительно по таблице 55, /3/ электроды марки Э42, 
= 180 МПа = 18кН/см2;
- расчетное сопротивление по металлу границы сплавления, согласно таблице 3,/3/, =0,45 
, где -нормативное временное сопротивление стали С275, по таблице 51, /3/, = 380 МПа, тогда 
= 0,45∙380 = 171МПа = 17,1 кН/см2;
- коэффициенты условий работы; 
, 
.Принимаем
= 160мм.По рисунку 6 длина накладки lн, мм, складывается из удвоенной длины сварного шва и зазора между соединяемыми листами а=10 мм. Кроме того, учитывая, что полная длина сварного шва больше его расчетной длины на 10мм, получим размер накладки
lн = 2 (lω +10) + а , (20)
lн = 2 (160 + 10) + 10 = 350мм.
Ответ. Принимаем длину накладки lн =350мм.
2.7 Задача №7
На тавровое соединение двух листов сечением 500х25мм из стали С275 действуют изгибающий момент М = 68 кН∙м и продольная сила N = 650кН. Проверить прочность соединения. Сварка ручная, электродуговая, приварка листа производится двумя угловыми швами без подготовки кромок с остающимся непроваром. Коэффициенты
, рисунок 2.7. 
Рисунок 2.7
Решение. Расчет угловых швов тавровых соединений производят в зависимости от характера провара привариваемого элемента, рисунок 2.8.
а) б) в ) г )
