Соединение внахлестку. Соединения внахлестку выполняют с помощью угловых швов (рис.3.9)

Соединения внахлестку выполняют с помощью угловых швов (рис.3.9). В зависимости от формы поперечного сечения различают следующие виды угловых швов: нормальные 1, вогнутые 2, выпуклые 3. На практике наиболее распространены

нормальные швы. Выпуклый шов образует резкое изменение сечения деталей в месте соединения, что является причиной повышенной концентрации напряжений. Вогнутый шов снижает концентрацию

Рис.3.9

напряжений и рекомендуется при действии переменных нагрузок. Вогнутость шва достигают обычно механической обработкой, которая значительно увеличивает стоимость соединения. Поэтому такой шов применяют только в особых случаях, когда дополнительные расходы оправдываются.

Основные геометрические характеристики углового шва – катет k и высота h; для нормального шва h = k sin 45⁰» 0,7k. По условиям технологии минимальную величину k принимают равной 3 мм, если толщина листа s ³ 3 мм. В большинстве случаев k = s.

В зависимости от расположения различают швы: лобовые, фланговые и косые.

Лобовой шов расположен перпендикулярно, а фланговый – параллельно линии действия нагружающей силы.

Фланговые швы (рис.3.10) накладывают параллельно линии действия силы.

Основными напряжениями флангового шва являются касательные напряжения t в сечении m – m. Это сечение проходит через биссектрису прямого угла и является наименьшим. По длине шва напряжения t распределены неравномерно. На концах шва они больше, чем в середине.

Рис.3.10

В практике длину фланговых швов ограничивают условием l ≤ 50k. Расчет таких швов приближенно выполняют по среднему напряжению, а условия прочности записывают в виде:

(3.3)

Здесь 0,7k – толщина шва в сечении по биссектрисе m – m.

Если одна из деталей асимметрична, расчет прочности производят с учетом доли нагрузки, воспринимаемой каждым шагом. Пример – к листу приварен уголок (рис. 3.11). Равнодействующая нагрузка Р проходит через центр тяжести уголка и распределяется по швам обратно-пропорционально плечам е₁ и е₂. Соблюдая условие равнопрочности, швы выполняют с различной длиной так, чтобы

(3.4)

При этом напряжение в обоих швах равны

(3.5)

Если соединение нагружено моментом (рис.3.12), то напряжения от момента распределяются по длине шва неравномерно, а их направление различно – рис.3.12,а (напряжения пропорциональны радиусам и перпендикулярны к ним).

В общем случае максимальные напряжения на концах шва можно определить по формуле кручения где WP – полярный момент сопротивления, который подсчитывают для сечения швов в плоскости разрушения.	Рис.3.11
Рис.3.12

Для сравнительно коротких швов (), распространенных в практике, применяют приближенный расчет по формуле

(3.6)

При выводе формулы условно полагают, что напряжения направлены вдоль швов и распределены по длине швов равномерно (рис.3.12,б). При этом напряжения в двух швах образуют пару сил с плечом b, которая уравновешивает момент нагрузки М.

Лобовые швы (рис.3.13) накладывают перпендикулярно к линии действия нагрузки Р. Напряженное состояние лобового шва неоднородно. Здесь наблюдается

значительная концентрация напряжений, связанная с резким изменением сечения деталей в месте сварки и эксцентричным приложением нагрузки. Основными являются касательные напряжения t на горизонтальной плоскости и нормальные напряжения s на вертикальной плоскости.

Рис.3.13

По методу, принятому в инженерной практике, лобовые швы рассчитывают только по t. За расчетное сечение, так же как и во фланговых швах, принимают сечение по биссектрисе m – m. Разрушение швов именно поэтому сечению подтверждают исследования.

Для одного лобового шва

(3.7)

Для двух швов (нежелательная конструкция)

(3.8)

Комбинированное соединение лобовыми и фланговыми швами рассчитывают на основе принципа распределения нагрузки пропорционально несущей способности

отдельных швов. При этом для соединения, изображенного на рис.3.14 получим (3.9) Оценивая соединения внахлестку, отметим, что по форме и расходу материала они уступают

Рис.3.14

соединениям встык, но не требуют обработки кромок.

Дата добавления: 2014-01-20