Расчет на прочность нахлестного соединения
1. Фланговый шов (рис. 22.6).
Основными напряжениями фалангового шва являются касательные напряжения t в сечении m-m. По длине шва касательные напряжения распределены неравномерно. На концах они больше, чем в середине. Это можно доказать следующими рассуждениями. Предположим, что деталь 2 абсолютно жесткая, а деталь 1 и швы податливые.
Тогда относительное перемещение точек b под действием силы F больше относительного перемещения точек а на значение удлинения детали 1 на участке ab. При этом деформация сдвига и напряжения в шве непрерывно уменьшается по всей длине шва справа налево. Если обе детали упругие, но жесткость их различна, то напряжение в шве распределяется по закону некоторой кривой. При одинаковой жесткости деталей эпюра напряжений симметрична. Неравномерность распределения напряжений возрастает с увеличением длины шва и разности податливостей деталей. На практике длину фланговых швов ограничивают условием l £ 50 к .
Расчет таких швов выполняют по среднему напряжению, а условие прочности записывают в виде
,
где 0,7k – толщина шва в сечении по биссектрисе m-m.
Если в нахлесточном соединении угловые швы не обеспечивают требуемой прочности, то дополнительно к угловым применяют пробочные (рис. 22.7, а), прорезные (рис. 22.7, б), и проплавленные швы (рис.22.7, в).
Пробочный шов получается путем заполнения расплавленным металлом отверстий круглой формы в одной или обеих соединяемых деталях. Прорези прорезных швов могут быть закрытыми или открытыми. Из-за высокой трудоёмкости изготовления, низкой прочности и негерметичности – это один из худших видов соединений. Проплавленные швы – более производительны.
Рассмотрим соединение деталей фланговыми швами различной длины.
В случае несимметричных угловых фланговых швов, посредством которых приваривают деталь несимметричного профиля, например уголок, каждый из этих швов рассчитывают по своей нагрузке (рис.22.8). Сила F проходит через центр тяжести сечения уголка. Силы F1 и F2 , действующие на швы, определяют так:
F1 + F2 =F l1 F1= l2 F2 | ; |
Очевидно, что длины швов в этом соединении при одинаковых сечениях должны быть пропорциональны нагрузкам
.
2. Лобовой шов (рис. 22.9).
Основными являются касательные напряжения t в плоскости стыка деталей и нормальные напряжения s в перпендикулярной плоскости. В инженерной практике лобовые швы рассчитывают только по касательным напряжениям. За расчетное сечение также принимают сечение m-m, что подтверждается экспериментально.
Условие прочности будет
.
Рассмотрим случай, когда лобовой шов нагружен моментом (рис. 22.10).
Касательные напряжения в сечении m-m определяются как ,
где - момент сопротивления сечения изгибу.
Тогда .
Остальные виды нахлесточных швов и их нагружение рассматривать не будем.
III. Тавровые соединения (рис. 22.11). В этом соединении детали расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях.
Это соединение выполняют стыковым швом с разделкой кромок (рис. 22.11, а) и без разделки (рис. 22.11, б) кромок угловым швом.
Напряжения в соединении определяются по следующим зависимостям:
- для стыкового шва;
- для углового шва.
Существует множество других нагружений силами, изгибающими и крутящими моментами. Для каждого из случаев составляется свое условие прочности, которые в одной лекции охватить невозможно.
Дата добавления: 2017-03-12; просмотров: 1606;