Так как напряжения от продольной нагрузки и момента действуют в одном направлении, а напряжения от поперечной силы им перпендикулярны, то результирующее напряжение

⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 23Следующая ⇒

Результирующее напряжение не должно превышать допускаемого напряжения на срез для сварного шва . Определяем величину предельной нагрузки на сварные швы:

Н.

Задача 9. Две пластины из стали Ст. 3 сварены встык ручной дуговой сваркой электродом Э42. Определить допустимое усилие на сварное соединение при статической нагрузке; при переменной нагрузке, когда усилие изменяется от до .

Решение

Для стали Ст. 3 МПа, при ручной дуговой сварке электродами обыкновенного качества Э42 МПа.

При статической нагрузке допустимое усилие на сварной шов

При динамической нагрузке допустимое усилие на сварной шов определяется по следующей формуле:

в околошовной зоне

Коэффициент уменьшения допускаемого напряжения при расчете на усталость

где и – коэффициенты, устанавливаемые нормами проектирования;

–эффективный коэффициент концентрации напряжений;

– характеристика цикла нагружения.

По табл. 10.10 [1, с. 240] принимаем , . Эффективный коэффициент концентрации напряжений , определяем по табл. 1010.11

[1, с. 240–242]. Для шва , для основного металла .

Так как по условию задачи , а среднее напряжение /усилие/ цикла нагружения больше нуля, то коэффициенты

Основной материал, прилегающий к сварному шву, оказался более чувствительной зоной к динамическим нагрузкам, поэтому допустимое усилие на сварное соединение .

Задача 10. В раскосе фермы действует переменное усилие, изменяющееся от кН до кН. Раскос состоит из двух швеллеров, подобрать их сечение и рассчитать присоединение швеллера к косынке фермы одним лобовым и двумя фланговыми швами. Ферма изготовлена из стали 15ХСНД, швы сварены вручную электродами Э50.

Решение

В прил. 8 [2, с. 324] находим МПа. Так как сварка ручная электродом обыкновенного качества, то

МПа .

Определяем характеристику цикла нагружения:

По прил. 7 [2, с. 319–323] определяем, что максимален в местах перехода от фланговых швов к основному металлу и равен , принимаем , .

Так как на одни швеллер действует максимальная нагрузка 200 кН, требуемое сечение швеллера

мм2.

По прил. 2 [2, с. 305–312] выбираем швеллер № 24а ( мм, мм, мм).

Определяем размеры швов.

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений по расчетным сечениям сварных швов.

для лобового шва ,

для фланговых швов .

Для ручной дуговой сварки . Принимая, мм,

мм, мм, получаем:

мм.

Задача 11. С помощью линий влияния определить изгибающий момент и поперечную нагрузку в сечениях A, B и C балки.

Решение

1. Построение линий влияния и :

2. Построение линий влияния и :

3. Построение линий влияния и :

4. Определение величины действующих нагрузок в сечениях A, B и C балки.

Величину действующих нагрузок по известным линиям влияния можно определить по формуле

или ,

где или – действующий в сечении момент или сила;

– сосредоточенные силы;

– интенсивность распределения нагрузки;

– ордината соответствующей линии влияния ( или ) под сосредоточенной нагрузкой;

– алгебраическая сумма площадей под соответствующей линией влияния на длине действия распределенной нагрузки.

Определяем

Определяем . Так как в сечении А приложена сосредоточенная сила, то величина действующей поперечной нагрузки в этом сечении неопределенна (изменяется скачком). Поэтому определенной является поперечная нагрузка левее сечения А и правее сечения А. Разность между этими поперечными нагрузками должна быть равна по величине сосредоточенной силе:

Определяем

Определяем . В сечении С приложена сосредоточенная сила – реакция опоры С. Поэтому в сечении С так же, как и в сечении А, определяем два значения поперечной нагрузки: одно левее точки С, а другое правее. Разность между этими поперечными нагрузками должна быть равна реакции опоры:

Задача 12. С помощью линий влияния определить экстремальные нагрузки в стержнях 1–2 и 1–3 фермы, м, мм, кН, кН.

Решение

Для определения экстремальных усилий в стержнях 1 – 2 и 1 – 3 фермы строим линии влияния продольных усилий в этих стержнях, единичную нагрузку при этом перемещаем по нижнему поясу фермы, т. е. по тому, где приложены реальные нагрузки и .