Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Производство сварных конструкций» Н. Новгород 2010 (стр. 4 из 6)
, 
МПа, 
МПа.Так как напряжения действуют во взаимно перпендикулярных направлениях, то результирующее напряжение
МПа 
.Результирующее напряжение в т. 1 углового шва, приваривающего стенку, не превышает допускаемого
, следовательно, прочность выбранных швов удовлетворительная. Задача 7. Решить предыдущую задачу из условия, обеспечивающего равнопрочность сварных швов и основного металла двутавра.
Решение
При решении этой задачи считаем, что нагрузка
на консоль двутаврового сечения не известна. Величина этой нагрузки является предельно допустимой для основного металла двутавра с учетом схемы нагружения и допускаемых напряжений 
и 
. 
Предельно допускаемую нагрузку определяем из условия прочности в опасных точка 1, 2 и 3 сечения двутавра.
В т. 1 действуют максимальные нормальные напряжения от изгибающего момента (см. эпюры напряжений).
, 
, 
, 
, 
мм4. 
Н.В т. 2 действуют нормальные напряжения от изгибающего момента, величина которых несколько ниже, чем в т. 1, однако в т. 2 действуют еще касательные напряжения от поперечной нагрузки, определяемые по формуле Журавского. Прочность в т. 2 оцениваем по эквивалентным напряжениям:
, 
,где
– ордината точки 2; 
, 
– статический момент отсеченной части сечения (в данном случае - полки), 
– толщина сечения двутавра в месте отсечения.Согласно схеме нагружения консоли
и 
. 
мм3, 
, 
, 
Н.В т. 3 действуют только касательные напряжения, однако величина их наибольшая (см. эпюры напряжений).
, 
мм3, 
Н.Таким образом, наименьшую нагрузку P по условию прочности допускает т. 1, следовательно, предельно допускаемую нагрузку на консоль определяем
из условия прочности в т. 1, т.е.
Н. Далее задача решается так же, как и задача 6. Пользуясь приведенной в этой задаче программой, находим 
мм, 
мм. Задача 8. Определить величину предельной нагрузки
, приложенной к кронштейну (см. рис.) под углом 
к его оси. Кронштейн к соединяемому элементу конструкции приварен внахлестку угловым швом по всему контуру присоединения. Материал кронштейна – сталь Ст. 3, сварка произведена вручную электродами обыкновенного качества, 
мм, 
мм, 
, 
мм, 
мм, 
МПа. 
Решение
Определяем координату центра тяжести контура швов
: 
, 
мм.Определяем действующие нагрузки в центре тяжести контура сварных швов:
; 
; 
.Расчет сварных швов производим методом осевого момента инерции. Согласно этому методу, напряжения в отдельных точках угловых швов от момента, действующего в плоскости контура сварных швов, пропорциональны расстоянию до этих точек от оси
. Поэтому максимальные напряжения от момента определяются по следующей формуле: 
, 
МПа.Напряжения в швах от продольной силы
МПа.Напряжения в швах от поперечной нагрузки
МПа.Так как напряжения от продольной нагрузки и момента действуют в одном направлении, а напряжения от поперечной силы им перпендикулярны, то результирующее напряжение
Результирующее напряжение не должно превышать допускаемого напряжения на срез для сварного шва
. Определяем величину предельной нагрузки 
на сварные швы: 
Н. Задача 9. Две пластины из стали Ст. 3 сварены встык ручной дуговой сваркой электродом Э42. Определить допустимое усилие на сварное соединение при статической нагрузке; при переменной нагрузке, когда усилие
изменяется от 
до 
. 
Решение
Для стали Ст. 3
МПа, при ручной дуговой сварке электродами обыкновенного качества Э42 
МПа.При статической нагрузке допустимое усилие на сварной шов
.При динамической нагрузке допустимое усилие на сварной шов определяется по следующей формуле:
,в околошовной зоне
.