Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Производство сварных конструкций» Н. Новгород 2010 (стр. 2 из 6)
Решение.
Размеры швеллера № 10, необходимые для расчета: h = 100 мм, d = 4,5 мм, t = 7,6 мм, b = 46 мм. Площадь поперечного сечения швеллера
= 1090 мм2. В прил. 8 [2, с. 324.] находим, что
= 160 МПа. Предположим, что сварка произведена вручную электродами обыкновенного качества Э42, тогда 
= 0,6 = 96 МПа.Расчет выполняем для одного швеллера, при этом считая, что второй швеллер имеет такие же размеры соединительных сварных швов.
Определяем предельную допустимую нагрузку на один швеллер:
174 400 Н.Предельно допустимая нагрузка на сварные швы
.где
– коэффициент расчетной высоты сварного шва, определяется по [3, c. 27];
= 0,7 – для ручной и многопроходной автоматической и полуавтоматической сварки,
= 0,8 – для 2-х и 3-х проходной полуавтоматической сварки,
= 0,9 – для 2-х и 3-х проходной автоматической сварки или однопроходной полуавтоматической сварки,
= 1,1 – для однопроходной автоматической сварки.Допустим, что сварные швы выполнены ручной дуговой сваркой, следовательно,
= 0,7. По условию равнопрочности 
. Так как в последнем уравнении три неизвестных, то оно имеет множество решений. Выделим из их числа только три.1. Произвольное решение.
Принимаем , что
мм, 
мм. 
мм.2. Решение, обеспечивающее наименьшую массу наплавленного металла.
Для обеспечения этого условия необходимо, чтобы
. При этом катет швов определяется из системы уравнений: 
3. Решение, обеспечивающее наименьшие габариты по фланговым швам.
Для обеспечения этого условия необходимо, чтобы
мм, 
мм. 
мм. Задача 3. Сконструировать и рассчитать прикрепление к косынке фермы стержня фермы, состоящего из двух равнополочных уголков
мм, из условия равнопрочности швов и уголков. Узел выполнен из стали 15ХСНД. 
Решение
Из прил. 2 [2, с. 306] выписываем необходимые для расчета характеристики уголка:
= 28,3 мм, 
= 71,7 мм, 
= 1920 мм2. В прил. 8 [2] находим, что для стали 15ХСНД 
= 225 МПа.Полагаем, что присоединение уголка осуществляется лобовым и двумя фланговыми швами, сварка полуавтоматическая однопроходная. Тогда
МПа.Допустимое усилие на один уголок
Н.Размеры швов можно определить из системы уравнений:
1. Решение, обеспечивающее наименьшую массу наплавленного металла.
Принимаем, что
.Катет швов определяется из системы уравнений:
/см. задачу 2/, 
мм.Решая вышеприведенную систему уравнений, получаем
мм, 
мм, 
мм.2. Решение, обеспечивающее наименьшие габариты по фланговым швам.
Для обеспечения этого условия необходимо, чтобы
мм, 
мм, 
мм.Длины швов
и 
определяются из системы уравнений: 
Подставив вышепринятые значения катетов в систему уравнений, получим
мм, 
мм. Задача 4. Сконструировать и рассчитать присоединение втавр элемента таврого соединения из стали Ст. 3, растягиваемого усилием
кН, 
мм, 
мм, 
мм, 
МПа. 
Решение
Полагаем, что прикрепление осуществляется по всему периметру сечения тавра угловыми швами. Сварка ручная дуговая электродами обыкновенного качества Э42. Следовательно,
МПа.1-й вариант решения. Согласно этому варианту, все усилие, приходящееся на поперечное сечение присоединяемого тавра сложной конфигурации, разбивается на усилия, приходящиеся на отдельные простые элементы. А затем, полагая, что усилие, приходящееся на каждый простой элемент сечения, воспринимают сварные швы, присоединяющие это сечение, определяют размеры сварных швов (чаще всего катет).
Определяем напряжения в основном материале присоединяемого узла:
МПа.Усилия, воспринимаемы стенкой и полкой тавра:
Н, 
Н.Катеты швов, присоединяющие полку и стенку, определяем из следующего выражения:
,где
– усилие, воспринимаемое простым элементом разветвленного сечения; 
– катет шва; 
– длина шва.Так как сварка ручная дуговая, то
. 
мм, 
мм.2-й вариант решения. При решении данной задачи вторым способом считается, что размеры катетов швов, приваривающих отдельные простые элементы сложного разветвленного сечения, соотносятся между собой так же, как толщины этих элементов.
, 
, 
мм, 
мм.