исследовательская часть дипломного проекта. ИЧ25docx. В настоящее время большинство металлических конструкций изготавливают используя дуговую сварку плавлением
 Скачать 1.52 Mb.
|
|
а k Рисунок 1.13 – Макроструктура одностороннего таврового сварного соединения, выполненого с углом скоса кромки величиной 30о [33]. Таблица 1 – Влияние размеров таврового соединения на величину максимальных суммарных напряжений
Приведенные в таблице 1 данные свидетельствуют о значительном влиянии факторов, определяющих асимметрию таврового сварного соединения на величину суммарных напряжений. Дополнительные напряжения, связанные с асимметрией, не только имеют значительную величину, но и действуют в месте наибольшей концентрации напряжений. Такая комбинация неблагоприятных факторов способствует резкому снижению работоспособности соединения, особенно в условиях циклического нагружения. При этом результаты расчетов показывают принципиальную невозможность хотя бы частично копенсировать непровар увеличением размера выступающей части сварного шва. Например, при 5% -ном непроваре и небольшом значении ψ = 0,1 попытка компенсироваать наличие непровара увеличением горизонтального катета до ψ = 0,3 приведет только к увеличению суммарных напряжений (коэффициент φ увеличится с величины 1,36 до значения 1,472, т.е., более, чем на 8%). Данные таблицы 1 показывают, что наиболее эффективным направлением повышения экономичности односторонних тавровых сварных соединений является уменьшение размера выступающей части сварного шва. И хотя при этом общая нагрузка на прикорневую область снижается незначительно (на 15% в соединениях, не имеющих непровара), но одновременно здесь может быть обеспечено заметное уменьшение площади сварного шва. На рисунке 1.14 показана схема нагружения таврового соединения, имеющего полное проплавление и односторонний сварной шов. Из-за наличия выступающей части сварного шва продольная сила Р оказывается смещенной не только в сечении АВ. Такая же ситуация складывается и в любом сечении на участке, имеющем выступающую часть. Поэтому в сечении 1-1 также возникает момент и неравномерное распределение напряжений. Нормальное напряжение в точке D будет иметь максимальное значение. Соответственно, при устранении асимметрии создаются условия для уменьшения толщины δ без снижения несущей способности. С учетом данных таблицы 1, по нашему мнению, толщину δ = 25 мм можно уменьшить до значения 20 мм, т.е. в 1,25 раза. Р δ k  D 1 1 А В  e Р Рисунок 1.14 – Схема нагружения одностороннего таврового сварного соединения с полным проплавлением Используя возможности соединения с составными элементами в данном проекте предлагаем в базовом варианте для толщины 25 мм сделать замену на тавровое соединение с составным вертикальным элементом, у которого общая толщина составляет 20 мм. Для более тщательной оценки и получения наглядной картины распределения напряжений в данной работе проведены расчеты полей напряжений методом конечных элементов с использованием программного комплекса ANSYS. Результаты сравнительного расчета приведены на рисунках 1.15 – 1. 18. 25 мм 1,0 МПа а  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||