41691

Исследование работы и расчет сварных соединений

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Оборудование: сварные соединения выполненные стыковыми и угловыми швами изготовленные из различных сталей. Различают следующие виды сварных соединений: Стыковые: без разделки кромок Vобразная разделка Xобразная разделка U образная разделка; Нахлесточные: с нормальной формой сечения шва с выпуклой формой с вогнутой формой со специальной формой сечения шва; Угловые: без скоса кромок и со скосом кромок; Тавровые: без скоса кромок со скосом одной кромки со скосом двух кромок. В области сварного шва в основном металле...

Русский

2013-10-24

142.82 KB

15 чел.

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Белорусский государственный аграрный

технический университет

                                                  Кафедра механика материалов и деталей машин

Лабораторная работа №1

По дисциплине «Детали машин»

На тему: Исследование работы и расчет сварных соединений.

Выполнил: студент группы 36мпт

                                 Журо В.С.

                                                                          Руководитель: Гайдукевич Д.М.

МИНСК 2013

Цель работы: Изучить виды сварных соединений и сварных швов, условия их работы при различных видах нагружения, произвести расчет сварных соединений.

Оборудование: сварные соединения, выполненные стыковыми и угловыми швами, изготовленные из различных сталей. Варианты материалов и способов сварки, коэффициенты запаса прочности.

Теоретическое обоснование: Сварка- процесс неразъемного соединения деталей, основанный на использовании сил межмолекулярного взаимодействия. Сварка может происходить при местном нагреве до расплавления соединяемых деталей - сварка плавлением или при совместном пластическом деформировании предварительно разогретых стыков деталей – сварка давлением. На практике используют электрические способы: ручную дуговую сварку плавящимся электродом, автоматическую дуговую сварку под слоем флюса, полуавтоматическую под флюсом или в среде защитных газов, стыковую контактную сварку.

Различают следующие виды сварных соединений:

  1.  Стыковые: без разделки кромок, V-образная разделка, X-образная разделка, U- образная разделка;
  2.  Нахлесточные: с нормальной формой сечения шва, с выпуклой формой, с вогнутой формой, со специальной формой сечения шва;
  3.  Угловые: без скоса кромок, и со скосом кромок;
  4.  Тавровые: без скоса кромок, со скосом одной кромки, со скосом двух кромок.

В области сварного шва в основном металле возникает зона термического влияния, в которой появляются остаточные напряжения и возможно коробление. Одним из способов снижения концентрации напряжений является выбор формы сечения шва. Выпуклые швы повышают концентрацию напряжений, выпуклость рекомендуется удалять механической обработкой; вогнутость обеспечивает плавный переход к основному металлу и снижает напряжения, но требует механической обработки; специальные швы с профилем неравнобедренного треугольника значительно снижают концентрацию напряжений и, как и вогнутые, применяются при переменных нагрузках.

По виду напряженного состояния сварные соединения делятся на два типа сварных швов:

  1.  стыковые швы – сварные швы стыковых соединений, их расчет ведется по нормальным напряжениям;
  2.  угловые швы – сварные швы нахлесточных, угловых и тавровых соединений, их расчет ведут по касательным напряжениям.

Расчет стыковых швов проводится по условию прочностной надежности: , - действующее в шве нормальное напряжение при растяжении (сжатии); - допускаемое напряжение сварного шва при растяжении (сжатии)

По отношению к действующей нагрузке угловые швы бывают лобовыми, фланговыми и комбинированными. Угловые швы рассчитывают по сечению, проходящему через биссекторную плоскость поперечного сечения шва, площадь которого: , где к - катет шва, его часто принимают равным меньшей толщине соединяемых деталей .

Допускаемые напряжения для свариваемых материалов при растяжении определим  по формуле:

Коэффициент влияния переменности нагрузки на величину допускаемых напряжений определим по формуле:,

Где эффективный коэффициент концентрации напряжений

коэффициент асимметрии циклов напряжений.

Допускаемое напряжение при переменном нагружении по формуле:

или

Номер шва

1

2

Материал свариваемых деталей

Марка электрода

Толщина свариваемых деталей , мм

Катет шва. К, мм

Общая длина швов , мм

Плечо силы , мм

Характер нагрузки

Предел текучести ,мПа

Коэффициент запаса прочности S

Допускаемое напряжение для материала деталей , мПа

Коэффициент асимметрии цикла R

Эффективный коэффициент концентрации напряжений

Коэффициент влияния переменности нагрузки

Допускаемые напряжения для шва при постоянной нагрузке, мПа

Допускаемое напряжение для шва при переменной нагрузке, мПа

Контрольные вопросы:

  1.  Сварка-процесс неразъемного соединения деталей, основанный на использовании сил межмолекулярного взаимодействия. Бывают: стыковые, нахлесточные, угловые, тавровые.

  1.  

  1.  При малых толщинах обработка кромок не обязательна, а при средних и больших толщинах она необходима по условиям образования шва на всей толщине деталей.
  2.  Зона термического влияния – прилегающий к шву участок детали, в котором в результате нагревания при сварке изменяются механические свойства металла.
  3.  Сварные швы: стыковые и угловые. Напряжения: касательные, нормальные (рабочие), допускаемые.
  4.  Чем больше величина воздействующей силы, тем менее прочным получается сварной шов.
  5.  

           

А и Б – без скоса кромок, В – со скосом кромок

  1.  Длину фланговых швов на практике ограничивают условием: . Расчет таких швов приближенно выполняют по среднему напряжению, а условия прочности записывают в виде: , где 0,7к – толщина шва в сечении по биссектрисе m-m.
  2.  При соблюдении установленных правил технологии обеспечивает равнопрочность соединения и деталей, поэтому можно не выполнять специальных расчетов прочности соединения при статических нагрузках.
  3.   Допускаемое напряжение при переменном нагружении по формуле:

или


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19954. Элементы активной зоны ядерного реактора и реакторные испытания 30.76 KB
  Снижение затрат в процессе разработки твэлов удается достигнуть при использовании расчетных программ определения их работоспособности. Использование в программах расчета феноменологических характеристик материалов требует экспериментального исследования последних в режимах, близких к режимам эксплуатации материалов в твэлах. Знание этих характеристик особенно важно для разработчиков твэлов.
19955. Программа комплексной стандартизации методов, облучательных устройств и технических требований к реакторным и стендовым испытаниям 23.73 KB
  Рассмотреть программу комплексной стандартизации методов, облучательных устройств и технических требований к реакторным и стендовым испытаниям. Познакомить слушателей с каталогом и рубрикатором методов радиационных испытаний материалов и изделий ядерной техники в реакторах и защитных камерах и отраслевыми стандартами.
19956. Классификаций реакторных испытаний 28.86 KB
  Любую классификацию, по-видимому, следует рассматривать как, достаточно, подвижную форму упорядочения наших представлений. Именно поэтому ее не следует считать законченной и устоявшейся. К представленной ниже классификации необходимо относиться как к одному из многих возможных вариантов, который может дополняться и уточняться.
19957. Исследовательские реакторы ИРТ-2000 (проект) и ИРТ-МИФИ 28.79 KB
  Рассмотреть ядерный исследовательский реактор как источник излучений для реакторных испытаний. Познакомить слушателей с техническими характеристиками исследовательских реакторов Российской Федерации. Обосновать выбор реакторов для последующего детального рассмотрения. Дать общие представления о проекте типового исследовательского реактора ИРТ-2000 и рассмотреть возможности реактора ИРТ-МИФИ.
19958. Исследовательский реактор ИВВ-2- пример максимально возможного использования оборудования типового проекта ИРТ-2000 29.79 KB
  Познакомить слушателей с техническими характеристиками исследовательского реактора ИВВ-2, результатами его модернизации, устройством активной зоны и его возможностями и приспособленностью для проведения реакторных испытаний. Рассмотреть картограмму активной зоны и распределения потоков излучений по экспериментальным каналам.
19959. Исследовательский реактор СМ-2- пример достижения максимально возможных значений плотностей нейтронных потоков 214.92 KB
  Познакомить слушателей с техническими характеристиками исследовательского реактора CМ-2, устройством активной зоны и его возможностями для проведения реакторных испытаний. Рассмотреть картограмму активной зоны и распределения потоков излучений по экспериментальным каналам.
19960. Исследовательский реактор БР-10 – база проверки работоспособности элементов активных зон быстрых реакторов 33.21 KB
  Познакомить слушателей с техническими характеристиками исследовательских реакторов БР-10 и МИР, устройством их активных зон, их возможностями для проведения реакторных испытаний. Рассмотреть картограммы активных зон и распределения потоков излучений по экспериментальным каналам.
19961. Общая схема последовательности стадий разработки облучательного устройства 28.5 KB
  Познакомить слушателей с вопросами разработки и конструирования облучательных устройств для пассивных и активных реакторных испытаний. Обратить внимание на специфику конструкторских разработок облучательных устройств, последовательность проведения этой работы. Выделить наиболее важную задачу для разработки конструкции облучательного устройства- расчет поля температуры по его элементам. Приступить к постановке задачи расчета температурного поля.
19962. Вывод уравнения теплового баланса для любого элемента облучательного устройства 24.63 KB
  Вывести уравнения теплового баланса для любого элемента облучательного устройства. Обратить внимание слушателей, что после проведения соответствующих алгебраических операций решение задачи о поле температуры сводится к решению системы обыкновенных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами второго порядка и может быть представлено в гиперболических функциях.