Методика визначення деформацій від поздовжніх і поперечних зварних швів


 

Враховуючи наведені вище міркування, для визначення подовжнього укорочення і кутів повороту крайніх перерізів бал­ки від поздовжніх і поперечних зварних швів доцільно застосувати більш прості формули, використовуючи поняття про загальні об’єми укорочення ΔVy і ΔVx:

 

, (7.1)

, (7.2)

 

, (7.3)

 

 

де - укорочення центральної осі балки; jу, jz – кути повороту одного торця балки відносно другого, відповідно другого, у площинах хОz і xOy; А, Іу і Іz – геометричні характеристики поперечного перерізу; і - об’єми, відповідно, подовжнього і поперечного укорочення від і-го шва, zci, yci – координати центра ваги площі АТ подовжнього і середини поперечного шва; n, m –загальна кількість відповідних швів.

 

Зміна довжини довільного подовжнього волокна балки з координатами y,z обчислюється за формулою:

 

.

 

Якщо поперечні шви розміщуються по довжині регулярно. Можна наближено обчислити максимальний прогин:

 

. (7.4)

 

У інших випадках для визначення прогинів необхідно вво­дити сили усадки, будувати відповідну розрахункова схему і використовувати один з методів обчислення переміщень при згині балки, зокрема спосіб Верещагіна.

 

 

Приклад 7.1 Визначити загальні деформації балки фундаменту (рисунок 7.1) від поздовжніх і поперечних швів. Геометричні характеристики площі перерізу балки: площа А=60 см2, осьові моменти інерції Іу=9060 см, Іz=752см. Довжина балки l = 6 м.

 

 

Рисунок 7.1 – Схема балки фундаменту

 

Матеріал - маловуглецева сталь. Погонна енергія усіх швів 14600 Дж/см. Кількість ребер жорсткості - 12. Балка перед зварюванням зібрана на прихватках.

 

1. Геометричні характеристики зварних швів

 

– поздовжні шви: довжина l =600 см, координата центра ваги швів:

 

1 – ус1=0, zc1-12,4; 3 – yc3=0, zc3=17,6;

 

2 – ус2=0, zc2-12,4; 3 – yc4=0, zc4=17,6

 

2. Визначаємо об’єми подовжнього укорочення зварних з'єднань від поздовжніх швів 1 – 4, прийнявши коефіцієнт перекриття сусідніх швів КП =1,15 і нехтуючи впливом напруженого стану на шви 3, 4.

 

.

 

3. Об’єми поперечного укорочення від швів 5 – 7 (таблиця 3.1):

 

 

 

4. Загальні деформації балки

 

а) укорочення по центральній осі:

 

б) кут повороту кінців балки у вертикальній площині

 

 

в) кут повороту кінців балки у горизонтальній площині

 

 

г) максимальні прогини у вертикальній і горизонтальній площинах

 

 

Таблиця 7.1 – Розрахунок об'ємів поперечного укорочення

Величина, що розраховується Позна-чення Розрахункова формула Номери швів
5 6 7
Погонна енергія нагріву, 10,4 10,4 10,4
Коефіцієнт прогріву елемента Кпр Рисунок (3.13) 0,88 0,88 0,88
Параметри для визначення коефіцієнта розкріплення
Коефіцієнт розкріплення Кр Рис. 3.14 0,22 0,56 0,33
Коефіцієнт поперечного укорочення mу Формула (3.29) -0,54 -0,73 -0,41
Об’єм поперечного укорочення швів 5, 6, 7 ΔVу -0,16 -0,76 -0,045

Приклад 7.2 Визначити загальні деформації і напруження у поперечних перерізах балки для двох варіантів виготовлення:

а) поперечний переріз балки - прокатний двотавр № 30б;

б) поперечний переріз, виготовлений з листів автоматичним зварюванням під флюсом.

Поперечні ребра приварюються напівавтоматом під флюсом, поздовжні - автоматом під флюсом. Режим зварювання:

 

см/с; - к.к.д. дуги; матеріал – маловуглецева сталь, см3/Дж; eS=11,7×10-4

 


Рисунок 7.2 – Схема двотаврових балок

 

Геометричні характеристики площ поперечних перерізів [];

а) прокатний профіль:

- площа A= 37,5 см2;

- моменти інерції Iy =5750 см; Iz=465 см;

- товщина полиці δп =6,8 мм;

- товщина стінки δс = 5,5 мм;

- товщина ребра δp = 6 мм;

- ширина полиці bп = 160 мм;

- висота стінки hс = 286,4 мм;

 

б) зварний профіль:

- площа A= 36,5 см2;

- моменти інерції Iy =5320 см; Iz=410 см;

- товщина полиці δп =6,0 мм;

- товщина стінки δс = 6,0 мм;

- товщина ребра δp = 6,0 мм;

- ширина полиці bп = 160 мм;

- висота стінки hс = 288,0 мм;

 

У першому випадку деформації обумовлені поперечними швами приварки ребер до полиці двотавру.

Погонна енергія зварювання:

Погонна енергія, що вноситься у полицю двотавру при приварюванні ребра:

 

Об’єм поперечного укорочення для поперечного шва:

 

.

 

Для визначення скористаємось формулою (3.29)

 

.

 

Коефіцієнт Кпр для знаходимо з графіка 3.13 (Кпр=1).

Коефіцієнт, що враховує наявність ребер перпендикулярних шву, знаходиться з графіка 3.14 для (Кр=0,45)

 

;

;

 

Укорочення балки від дев'ятнадцяти швів (при односторонньому шві приварки ребра до полиці).

 

 

Взаємний кут повороту крайніх перерізів балки

 

Максимальний прогин знаходимо за спрощеною формулою, вважаючи кривизну сталою по довжині:

 

У другому випадку, при виготовленні балки зварного профілю, для зменшення прогинів від поперечних швів доцільно приварити ребра до листа, a потім зібрати балку на прихватках і зварити полиці зі стінкою. Подовжні шви доцільно виконувати у послідовності, вказаній на рисунку 7.26. При цьому залишковий прогин буде практично нульовим.

Укорочення верхнього листа від приварки ребер:

 

,

де знаходиться аналогічно попередньому випадку, тільки Кр=1; μу=-1,2

 

.

 

Укорочення від чотирьох подовжніх швів:

 

п - коефіцієнт, враховуючий перекриття швів Кп ≈ 1,14 ).

Таким чином при виготовленні зварної балки необхідно збільшити розмір верхньої полиці на 16 мм, а стінки і нижньої полиці на 8 мм.

Визначимо напруження у перерізах балок. У першому випадку напруження обумовлені згинанням і стиском від поперечних швів.



Дата добавления: 2020-03-17; просмотров: 516;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.016 сек.