идз 4 механ. ИДЗ 4. Механика расчет сварных швов

Название	Механика расчет сварных швов
Анкор	идз 4 механ
Дата	04.01.2023
Размер	247.2 Kb.
Формат файла
Имя файла	ИДЗ 4.docx
Тип	Решение #872087

Индивидуальное задание № 4
33709

Вариант

по дисциплине:

МЕХАНИКА
РАСЧЕТ СВАРНЫХ ШВОВ
Определить длину фланговых швов соединения полосы с косынкой из стали из условия прочности F=70 кН, ширина полосы b=195 мм, выполненной из стали. Сварка ручная электродом Э42. Толщина деталей δ=8 мм.

Используя параметры, соответствующие индивидуальному варианту необходимо:

1. Вычертить в масштабе схему сварного соединения.

2. Определить допускаемые напряжения на срез сварного шва.

3. Определить длину флангового шва.

Предел текучести основного металла [σ]=240 МПа; допускаемый коэффициент запаса прочности [s]=1,5.

Рисунок 1. Схема выполнения сварного шва

Решение
Определим допускаемые напряжения для соединяемых деталей:

Допускаемое напряжение среза шва:

^{[ ]}_ср= 0,6 ∙ ^[𝜎^]_р= 0,6 ∙ 160 = 96 МПа;

Примем катет шва равным толщине пластины:

К = 𝛿 = 8 мм;

Из условия прочности на срез определим длину фланговых швов:

Проверка условия прочности при растяжении:

^Вывод:^{условие прочности выполняется.}

РАСЧЕТ ЗАКЛЕПОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ

^δп

δ _н

F F

^δн
d

I - I

b

d

_I^δп

I
Рис.2. Схема расположения заклепок
Проверить прочность изображенного на рис. 2 заклепочного соединения, если F = 95 кН. Допускаемые напряжения на растяжение листов ^[σ]р ^{=140 МПа,}^на^смятие^[σ]см ^{=280 МПа,}^на^срез^{заклепок}^[τ]ср^{=100 МПа.}^{Толщина}^листов^δл^{=13 мм}^{соединяемых}^встык^{деталей,}^{толщина}^{накладок}^δн= 5 мм каждой. Диаметр заклепок d =17 мм, ширина листов b =130 мм.

Используя параметры, соответствующие индивидуальному варианту необходимо:

1. Вычертить в масштабе схему заклепочного соединения.

2. Проверить прочность листа на растяжение в сечениях, ослабленных отверстиями.

3. Проверить прочность заклепок на срез.

4. Проверить прочность листов на смятие.

Решение

Проверка прочности листа на растяжение в сечении, ослабленного отверстиями под заклепки:

Проверка прочности накладок на растяжение:

Проверка прочности заклепок на срез, учитывая, что данном соединении заклепки двухсрезные.

где z– число заклепок шва, на половине соединения;

Q– внешняя нагрузка, Н;

A_ср– площадь сечения стержня заклепки, мм²;

𝑄 = 𝐹;

𝜋 ∙ 𝑑²

𝐴_ср=

i- число плоскостей среза.

𝑖;

МПа;
Проверка прочности листов на смятие:

𝐹

см
^𝜎^см⁼𝑛 ∙ 𝐴

где n– число заклепок в ряду;

A_см– площадь смятия, мм²;

= ^[𝜎^]_см;

𝐴_см= 𝛿_𝑚𝑖𝑛∙ 𝑑;

δ_см– минимальная суммарная толщина листов, мм;

^Вывод:^{предлагаемые размеры соединения соответствуют условию прочности; изменение размеров не требуется.}

РАСЧЕТ БОЛТОВОГО СОЕДИНЕНИЯ

P

Рис. 3. Схема крепления крышки болтами
Подобрать болты для соединения крышки с цилиндрическим сосудом сжатого воздуха при следующих данных: давление сжатого воздуха в цилиндре р = 0,55 МПа, внутренний диаметр крышки D = 450 мм, число болтов z= 12. Материал болтов сталь 20, класс прочности болтов 4.6. Затяжка болтов контролируемая. Прокладка полиэтиленовая. Предел текучести [σ]_т для болтов класса прочности 4.6 принять равным 240 МПа. Допускаемый коэффициент запаса прочности [s]= 2,0; коэффициент внешней нагрузки ^χ^=0,35;^{коэффициент}^запаса^{предварительной затяжки}^Кзат ⁼^3,6.

Используя параметры, соответствующие индивидуальному варианту необходимо:

1. Вычертить в масштабе схему соединения.

2. Определить силу затяжки болтов.

3. Определить расчетный диаметр резьбы болта из условия прочности.

4. Принять стандартный диаметр болта согласно ГОСТ 24705—81.

Решение
Болты соединения считаем одинаково нагруженными. Внешняя ^{нагрузка}^F_внеш ^силы^{давления}^{сжатого воздуха:}

Сила, приходящаяся на один болт:

Из условия нераскрытия стыка, принявК_зат=3,6 (^{нагрузка постоянная}), χ= 0,35 (соединение с упругой прокладкой):

𝐹₀= К_зат⁽1 − 𝜒⁾∙ 𝐹 = 3,6 ∙ (1 − 0,35) ∙ 7285,8 = 17048,8 Н.

Определим силу затяжки болтов:

𝐹_расч= 1,3 ∙ 𝐹₀+ 𝜒 ∙ 𝐹 = 1,3 ∙ 17048,8+ 0,35 ∙ 7285,8 = 24752,5 Н.

Определим расчетный диаметр резьбы болта:

По ГОСТ 24705—81 принимаем М18, шаг резьбы р=1,5 мм. Для принятого болта М18 внутренний диаметр резьбы d₁ = 16,376 мм. Болт М18 подходит, так как d₁ > d_расч.

Вывод: окончательно принимается болт М18, имеющий внешний диаметр d₁=16,376 мм, внутренний диаметр d₂=16,16 мм.