Металлоёмкость соединений
МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное
государственное автономное образовательное учреждение
высшего
профессионального образования
"Дальневосточный
федеральный университет"
Инженерная
школа
Кафедра
транспортных машин и транспортно-технологических процессов
Практическое
задание по дисциплине:
"Техническая
механика"
Владивосток
2015
Условие задания
Материал - сталь Ст 5, размеры листа 100 ´
10,9. Нагрузка - 150 кН.
Необходимо:
. Рассчитать сварное соединение встык;
. Рассчитать сварное соединение внахлёст;
. Определить металлоёмкость сварного
соединения внахлёст;
. Определить металлоёмкость заклёпочного
соединения внахлёст;
. Сравнить металлоёмкости.
Решение
. Рассчитаем сварное соединение встык. (
Рис.1)
Рисунок 1.
Примем за длину шва l
ширину
листа b=100
мм.
Проверим, соблюдается ли условие прочности при
действии продольной силы F
формуле:
где F
- нагрузка на соединение,
l
- длина шва (l=b),
- толщина листа,
- напряжение при
срезе,
- допускаемое
напряжение при растяжении.
,
где -
допускаемое напряжение при растяжения (по материалу соединяемых деталей). Для
стали Ст 5
н/мм2.
Итак, н/мм2
условие прочности выполнено.
2. Рассчитаем сварное соединение внахлёст.
( Рис. 2)
Рисунок 2.
Из формулы нахождения напряжения среза выразим
расчетную длину шва l:
где l
-
расчетная длина шва,
F
-
нагрузка на соединение,
k
-
катет шва диаметру
электрода,
- допускаемое
напряжение среза.
,
где -
допускаемое напряжение при растяжении (по материалу соединяемых деталей). Для
стали Ст 5
н/мм2.
Примем k
= 5
мм, тогда:
сварной соединение внахлест
заклепочный
Получаем два лобовых шва по 100 мм
(по всей ширине листа b)
и два фланговых также по 100 мм.
6. Определим металлоёмкость сварного
соединения внахлёст:
где m
- металлоёмкость соединения,
- плотность стали,
- объём
соединения.
= 7,8 г/см3
где l
-
расчетная длина шва,
b
- ширина листа,
. Определим металлоёмкость заклёпочного
соединения внахлёст:
Найдем объем, помножив на 4, т.к в соединении
использованы две накладки, заклепанные с двух сторон:
где -
расстояние от оси заклёпки до кромок листа,
- расстояние между
заклёпками,
b
- ширина листа,
- толщина
листа.
Вывод
Металлоёмкость сварного соединения намного
меньше заклепочного соединения, следовательно, сварное соединение экономичнее в
использовании.