Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Определение высоты из условий жёсткости с учётом прочности



БАЛКА СВАРНАЯ ДВУТАВРОВАЯ

 

Курсовой проект

Пояснительная записка

 

150203.03.001.ПЗКП

 

 

Руководитель В. Н. Стрижнев

 

Студент С.О. Голованов

 

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
150203.11.001.ПЗ
Разраб.
 
Провер.
 
Реценз.
 
Н. Контр.
 
Утверд.
 
  Балка сварная двутавровая    
Лит.
Листов
 
СП - 306
у    
СОДЕРЖАНИЕ

Задание

 
Введение

1.

Описание конструкции и условий эксплуатации

2. Выбор материала

Пример расчёта и конструирования двутавровой балки

3.

Определение расчётных нагрузок и построение эпюр изгибающего момента и поперечной силы (Q)

4.

Определение высоты балки

4.1. Из условия жёсткости с учётом прочности

4.2. Из условия минимального веса с учётом прочности

4.3. Выбор и обоснование проектной высоты балки

5.

Конструирование сечения балки

5.1. Определение требуемых моментов сопротивления и инерции

5.2. Подбор площади поперечного сечения горизонтальных поясов балки

5.3. Определение уточненных значений высоты балки (h), момента сопротивления сечения (Wx) и момента инерции сечения (Ix) относительно оси х-х

5.4. Проверка прочности сечения балки

5.5. Проверка жёсткости балки

5.6. Проверка общёй устойчивости балки

5.7. Проверка местной устойчивости элементов балки

5.8. Подбор рёбер жёсткости

6.

Конструирование и расчёт сварных соединений

6.1. Выбор и обоснование способа сварки

6.2. Расчёт поясных швов

6.3. Расчёт стыков балки

7.

Конструирование и расчёт опорных плит балки

8. Заключение

Литература

Приложение А. Эпюры изгибающего момента (Мизг) и

поперечной силы (Q), нормальных и

касательных напряжений в поперечном

сечении балки

 

 


 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
150203.03.001.ПЗ  
ВВЕДЕНИЕ

Сварка - великое изобретение конца прошлого века, принадлежащее нашим соотечественникам Н.Н Бенардосу и Н.Г Славянину.

Сварка является одним из ведущих технологических процессов обработки металлов.

Определены основные направления развития сварочного производства:

Замена клепаны, литых, кованных конструкций более экономическими сварными.

Сварка ГОСТ19903-74 называется технологический процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями, при их общем или местном нагреве, или совместным действием того и другого.

 

Сварка- широко применяется в основных отраслях производства, потребляющих металлопрокат, так как резко сокращает расход метала, сроки выполнения работ и трудоемкость производительных процессов.

Выпуск сварных конструкций и уровень механизации сварных работ расчет из года в год.

Применение сварки способствует совершенствованию машиностроения и развитию новых отраслей техники- ракетостроение, атомной энергетики, радиоэлектроники. Проводятся работы по выполнению сварки в открытом космосе.

Большие приемущества сварки обеспечили ее широкое применение в народном хозяйстве: в медицине, без неё сейчас немыслимо производство судов, турбин, котлов, самолетов, мостов, реакторов и других конструкций.

 


Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
150203.03.001.ПЗ  
1.Описание конструкции и условий эксплуатации. Балки - конструктивные элементы сплошного или сварного сечения, работающие на изгиб. Балки - входят в состав конструкций машин и сооружений. Они представляют собой основные элементы рам различного назначения, например рамы перекрытия и мостов. Большие применение имеют балки кранов, вагонов, станин, а так же металлических каркасов зданий, двутавровые балки и коробчатые с измененным поперечным сечением. Сварочные двутавры целесообразны и экономичны. Они позволяют изготовить профили с различными отношениями Jх/JУ, с разной шириной и толщиной вертикальных листов, а так же горизонтальных. Стойкость сварного двутавра высокого номера. При проектирование конструкций сварных балок учитывают следующие требования: Жесткость конструкции при условии наименьшего условия балки. Расчетные напряжения в балке не должны превышать допускаемых значений. Вес балки, удовлетворяющие всем требованиям эксплуатации, тем более рационально спроектирована конструкция. Устойчивость. Местную для отдельных частей балки, а так же для всей конструкции в целом. Рациональность сварных изделии. Соединения балок должны быть технологичными в изготовке, то и есть простыми и экономичными в изготовлении. Соответствии требованиям общей компоновке всего сооружения и машины, в состав которых в качестве элемента входит рассматриваемая балка. Балки применяются для конструкций большой грузоподъемности.

150203.01.001.ПЗ


Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
150203.03.001.ПЗ  
2.Выбор материала.

Для изготовления двутавровой балки выбираем Ст5пс по ГОСТ 380-80 Сталь Ст5пс конструкционная углеродистая обыкновенного качества. Выбор производится с учетом характера нагрузок, условий работы конструкции и её экономичности. Конструкция должна удовлетворять условиям жесткости, прочности и выносливости. Таблица1 Химический состав стали Ст5пс ГОСТ 380-80

Марка С% Si% Mn% S% P%
Ст5пс 0.28 - 0.37 0.05 - 0.15 0.5 - 0.8 до 0.05 до 0.04

 

Таблица2 Механические свойства стали Ст5пс ГОСТ 380-80

Марка GВ МПа Gт кгс мм Бs%
Ст5пс 500-640 20 - 40

С (углерод) повышает прочность, понижает закаливаемость, понижает пластичность и удельную вязкость. Mn ( марганец)- повышает прочность, мало влияет на пластичность, коррозионную стойкость и свариваемость. Si ( кремний)- увеличивает прочность, содержание не более 0, 6% при большом содержании увеличивает хладноломкость, улучшает механические свойства и ухудшает пластичность. S (сера) – является вредной примесью, содержание серы выше 0, 04% приводит к горячим трещинам. P ( фосфор)- снижает ударную вязкость, его содержание в металле шва не должно быть 0, 04%.

Сварка производится без подогрева и без последующей термообработки, ограниченно свариваемая сварка возможна при подогреве до 100-120 градусов, и последующей термообработке. Трудносвариваемая для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 градусов. При сварке, термообработка после сварки – отжиг.

 

 


Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
150203.01.001.ПЗ  
3. Определение расчётных нагрузок и построение эпюр

изгибающего момента и поперечной силы (Мизг, Q)


Рисунок 1 – Эпюры изгибающего момента и поперечной силы

(1)
Определить опорные реакции:


Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
150203.03.001.ПЗ  
Определить изгибающий момент в сечении под сосредоточенной силой.

(2)

Определить изгибающий момент в середине пролёта.

(3)

Определить поперечную силу в сечении под сосредоточенным грузом.

(4)

Определить поперечную силу на опоре.

Таким образом, величиной максимального момента для балки является

Определение высоты балки

Проверка жёсткости балки

Определить действительный прогиб балки от сосредоточенных грузов:

(27)

Норма жёсткости

(28)

Вывод: Жесткость обеспечивается

 

150203.01.001.ПЗ


Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
150203.03.001.ПЗ  
5.6 Проверка общей устойчивости балки

(29)
Общая устойчивость проверяется по формуле:

(30)

(31)
– коэффициент, являющийся функцией коэффициента, который определяется по формуле

(32)

- свободная длина балки, см

Зная коэффициент , определяем из графика [1], стр. 211.

(33)
Момент инерции балки относительно оси

;

Полученный корректировать по приведенной на стр. 211 таблице пересчёта.

Принять .

Вывод: Общая устойчивость балки обеспечена, так как:

 

150203.01.001.ПЗ


Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
150203.03.001.ПЗ  
5.7 Проверка местной устойчивости элементов балки

Проверка устойчивости вертикального листа (стенки)

(34)

где для Ст5пс

- предел текучести стали

Вывод: Устойчивость вертикальной стенки обеспечена без рёбер жёсткости, но их следует установить на опоры и в местах приложения сосредоточенных сил.

(35)
5.8 Подбор рёбер жёсткости

Ширина ребра

(36)
Принять

Толщина ребра

Принять

Вывод: Местная устойчивость горизонтального листа выполняется, так как из условия местной устойчивости: (см. п. 5.2)

 

150203.01.001.ПЗ


Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
150203.03.001.ПЗ  
6 Конструирование и расчёт сварных соединений балки

Расчёт поясных швов

Рабочими напряжениями в поясных швах в соединениях без подготовки кромок являются касательные.

1) Напряжениями в поясных швах вызванные поперечной силой

определяется:

(37)
,

 

,

Sг – статический момент горизонтального листа относительно центра тяжести. (Формула 26)

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
150203.03.001.ПЗ  
2) Местное напряжение в поясных швах под сосредоточенной силой определяется по формуле:

(38)
,

,

Результирующее напряжение

(39)
,

.

.

Вывод: Прочность шва обеспечена.

Расчёт стыков балки

По ГОСТ 19903-74 при толщине листа 12мм длина листа 5000мм, ширина 1400мм. При толщине листа 12мм ширина листа 1400мм, длина 5000мм. Для определения общего количества материала, определения размеров деталей и количества стыков, необходимо определить общую длину балки

5000

l1 Sp p p

150203.01.001.ПЗ


(6)

,

где - общая длинна балки, мм;

- длина балки между опорами, мм;

– Расстояние от опорного ребра до края стенки назначить конструктивно:

- для балок из малоуглеродистой стали;

- толщина ребра, мм;

- расстояние между рёбрами на опоре принять конструктивно, с учётом удобств проведения сварочных работ;

.

На балке 1 технологический стык

(6)

 

БАЛКА СВАРНАЯ ДВУТАВРОВАЯ

 

Курсовой проект

Пояснительная записка

 

150203.03.001.ПЗКП

 

 

Руководитель В. Н. Стрижнев

 

Студент С.О. Голованов

 

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
150203.11.001.ПЗ
Разраб.
 
Провер.
 
Реценз.
 
Н. Контр.
 
Утверд.
 
  Балка сварная двутавровая    
Лит.
Листов
 
СП - 306
у    
СОДЕРЖАНИЕ

Задание

 
Введение

1.

Описание конструкции и условий эксплуатации

2. Выбор материала

Пример расчёта и конструирования двутавровой балки

3.

Определение расчётных нагрузок и построение эпюр изгибающего момента и поперечной силы (Q)

4.

Определение высоты балки

4.1. Из условия жёсткости с учётом прочности

4.2. Из условия минимального веса с учётом прочности

4.3. Выбор и обоснование проектной высоты балки

5.

Конструирование сечения балки

5.1. Определение требуемых моментов сопротивления и инерции

5.2. Подбор площади поперечного сечения горизонтальных поясов балки

5.3. Определение уточненных значений высоты балки (h), момента сопротивления сечения (Wx) и момента инерции сечения (Ix) относительно оси х-х

5.4. Проверка прочности сечения балки

5.5. Проверка жёсткости балки

5.6. Проверка общёй устойчивости балки

5.7. Проверка местной устойчивости элементов балки

5.8. Подбор рёбер жёсткости

6.

Конструирование и расчёт сварных соединений

6.1. Выбор и обоснование способа сварки

6.2. Расчёт поясных швов

6.3. Расчёт стыков балки

7.

Конструирование и расчёт опорных плит балки

8. Заключение

Литература

Приложение А. Эпюры изгибающего момента (Мизг) и

поперечной силы (Q), нормальных и

касательных напряжений в поперечном

сечении балки

 

 


 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
150203.03.001.ПЗ  
ВВЕДЕНИЕ

Сварка - великое изобретение конца прошлого века, принадлежащее нашим соотечественникам Н.Н Бенардосу и Н.Г Славянину.

Сварка является одним из ведущих технологических процессов обработки металлов.

Определены основные направления развития сварочного производства:

Замена клепаны, литых, кованных конструкций более экономическими сварными.

Сварка ГОСТ19903-74 называется технологический процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями, при их общем или местном нагреве, или совместным действием того и другого.

 

Сварка- широко применяется в основных отраслях производства, потребляющих металлопрокат, так как резко сокращает расход метала, сроки выполнения работ и трудоемкость производительных процессов.

Выпуск сварных конструкций и уровень механизации сварных работ расчет из года в год.

Применение сварки способствует совершенствованию машиностроения и развитию новых отраслей техники- ракетостроение, атомной энергетики, радиоэлектроники. Проводятся работы по выполнению сварки в открытом космосе.

Большие приемущества сварки обеспечили ее широкое применение в народном хозяйстве: в медицине, без неё сейчас немыслимо производство судов, турбин, котлов, самолетов, мостов, реакторов и других конструкций.

 


Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
150203.03.001.ПЗ  
1.Описание конструкции и условий эксплуатации. Балки - конструктивные элементы сплошного или сварного сечения, работающие на изгиб. Балки - входят в состав конструкций машин и сооружений. Они представляют собой основные элементы рам различного назначения, например рамы перекрытия и мостов. Большие применение имеют балки кранов, вагонов, станин, а так же металлических каркасов зданий, двутавровые балки и коробчатые с измененным поперечным сечением. Сварочные двутавры целесообразны и экономичны. Они позволяют изготовить профили с различными отношениями Jх/JУ, с разной шириной и толщиной вертикальных листов, а так же горизонтальных. Стойкость сварного двутавра высокого номера. При проектирование конструкций сварных балок учитывают следующие требования: Жесткость конструкции при условии наименьшего условия балки. Расчетные напряжения в балке не должны превышать допускаемых значений. Вес балки, удовлетворяющие всем требованиям эксплуатации, тем более рационально спроектирована конструкция. Устойчивость. Местную для отдельных частей балки, а так же для всей конструкции в целом. Рациональность сварных изделии. Соединения балок должны быть технологичными в изготовке, то и есть простыми и экономичными в изготовлении. Соответствии требованиям общей компоновке всего сооружения и машины, в состав которых в качестве элемента входит рассматриваемая балка. Балки применяются для конструкций большой грузоподъемности.

150203.01.001.ПЗ


Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
150203.03.001.ПЗ  
2.Выбор материала.

Для изготовления двутавровой балки выбираем Ст5пс по ГОСТ 380-80 Сталь Ст5пс конструкционная углеродистая обыкновенного качества. Выбор производится с учетом характера нагрузок, условий работы конструкции и её экономичности. Конструкция должна удовлетворять условиям жесткости, прочности и выносливости. Таблица1 Химический состав стали Ст5пс ГОСТ 380-80

Марка С% Si% Mn% S% P%
Ст5пс 0.28 - 0.37 0.05 - 0.15 0.5 - 0.8 до 0.05 до 0.04

 

Таблица2 Механические свойства стали Ст5пс ГОСТ 380-80

Марка GВ МПа Gт кгс мм Бs%
Ст5пс 500-640 20 - 40

С (углерод) повышает прочность, понижает закаливаемость, понижает пластичность и удельную вязкость. Mn ( марганец)- повышает прочность, мало влияет на пластичность, коррозионную стойкость и свариваемость. Si ( кремний)- увеличивает прочность, содержание не более 0, 6% при большом содержании увеличивает хладноломкость, улучшает механические свойства и ухудшает пластичность. S (сера) – является вредной примесью, содержание серы выше 0, 04% приводит к горячим трещинам. P ( фосфор)- снижает ударную вязкость, его содержание в металле шва не должно быть 0, 04%.

Сварка производится без подогрева и без последующей термообработки, ограниченно свариваемая сварка возможна при подогреве до 100-120 градусов, и последующей термообработке. Трудносвариваемая для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 градусов. При сварке, термообработка после сварки – отжиг.

 

 


Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
150203.01.001.ПЗ  
3. Определение расчётных нагрузок и построение эпюр

изгибающего момента и поперечной силы (Мизг, Q)


Рисунок 1 – Эпюры изгибающего момента и поперечной силы

(1)
Определить опорные реакции:


Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
150203.03.001.ПЗ  
Определить изгибающий момент в сечении под сосредоточенной силой.

(2)

Определить изгибающий момент в середине пролёта.

(3)

Определить поперечную силу в сечении под сосредоточенным грузом.

(4)

Определить поперечную силу на опоре.

Таким образом, величиной максимального момента для балки является

Определение высоты балки

Определение высоты из условий жёсткости с учётом прочности

Так как от суммарного момента напряжение достигает:

(5)
;

(6)
то от момента , вызванного сосредоточенными грузами, напряжение будут составлять:

,

Эту величину и следует учитывать вместо , при определении требуемой высоты h.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
150203.03.001.ПЗ  
Прогиб от 2-х сосредоточенных сил Р, расположенных симметрично в пролёте равен

(7)

Если заменить через , то

(8)

Величина М может быть выражена через напряжения

, где , то после подстановки получим

, откуда

(9)
,


Поделиться:



Популярное:

  1. G) определение путей эффективного вложения капитала, оценка степени рационального его использования
  2. I этап. Определение стратегических целей компании и выбор структуры управления
  3. I. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ПРОБЛЕМЫ МЕТОДА
  4. III. Определение посевных площадей и валовых сборов продукции
  5. VII. Определение затрат и исчисление себестоимости продукции растениеводства
  6. X. Определение суммы обеспечения при проведении исследования проб или образцов товаров, подробной технической документации или проведения экспертизы
  7. Ан-з условий хоз-ия и ур-ня эк. разв. с/х.
  8. Анализ платежеспособности и финансовой устойчивости торговой организации, определение критериев неплатежеспособности
  9. Анализ показателей качества и определение полиграфического исполнения изделия
  10. Анализ условий и сроков хранения варено – копченной колбасы магазине «Проспект»
  11. Б.1. Определение психофизиологии.
  12. Безопасность работы при монтаже конструкций. Опасные зоны при подъеме грузов. Определение габаритов опасных зон.


Последнее изменение этой страницы: 2016-06-05; Просмотров: 924; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.151 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь