Билет 6
1. Прочность деталей машин
Условие прочности должно быть записано в виде:
где
max
и max
- максимальные расчетные нормальные и
касательные напряжения; n - расчетный
коэффициент запаса прочности, при
расчете нормальных напряжений - n
; при расчете касательных напряжений -
n
и общий (суммарный) n;
[n] - допускаемый (нормируемый) коэффициент
запаса прочности.
Максимальные расчетные напряжения при простых видах сопротивления определяют по известным формулам из курса “Сопротивления материалов” в зависимости от вида напряженно-деформированного состояния проектируемой детали:
-
при растяжении (сжатии)
где Fz - нормальная сила, действующая в сечении, S - расчетная площадь сечения.
- при сдвиге
где Fx и Fy - поперечные силы;
- при смятии
где F - действующая сила, Sсм - площадь смятия.
- при чистом изгибе
где
Mu - изгибающий момент в рассматриваемым
сечении; Wu - осевой момент сопротивления
этого сечения;
-
при кручении
где М кр - крутящий момент в рассматриваемом сечении, Wкр - полярный момент сопротивления круглого сечения.
При сложном сопротивлении (при совместном действии нормальных и касательных напряжений) расчет следует проводить по эквивалентному напряжению в соответствии с гипотезами прочности. Для пластичных материалов наиболее распространенными гипотезами прочности являются: гипотеза наибольших касательных напряжений:
и гипотеза потенциальной энергии формообразования:
где 1 2 3 - соответственно наибольшее, среднее и наименьшее главные напряжения
или гипотеза средних касательных напряжений.
Расчетная формула для эк для плоского напряженного состояния:
- по гипотезе наибольших касательных напряжений
- по гипотезе потенциальной энергии формообразования
где
здесь Mx и My - изгибающие моменты в расчетном сечении; Wx и Wy - осевые моменты сопротивления этого сечения
Соединение контактной сваркой.
Стыковая контактная сварка при соблюдении установленных правил технологии обеспечивает равно прочность соединения и деталей, поэтому можно не выполнять специальных расчетов прочность соединения при статических нагрузках. Это справедливо только в том случае, если разогрев металла в зоне сварки не влечет за собой снижения его прочности (например, низкоуглеродистые и низколегированные стали, не подвергающиеся термообработке). В противном случае допускаемое напряжение при расчете деталей в месте стыка снижают с учетом уменьшения прочности материала в зоне термического влияния. При переменных нагрузках допускаемые напряжения понижают по сравнению со статическими так же, как и для стыковых соединений, дуговой сваркой
Точечная
сварка применяется преимущественно
для соединения деталей из тонкого
листового материала при соотношении
толщин
3. Д
иаметр
сварной точки выбирается в зависимости
от толщины меньшей из свариваемых
деталей;
d= 1,2+4 мм при < 3 мм,
d= 1,55+5 мм при > 3 мм.
Минимальный шаг t ограничивается явлением шунтирования тока ранее сваренной точкой. Расстояние от кромок t1 и t2 нормируют с учетом технологических и силовых факторов. Обычно принимают t=3d; t1 =2d; t2=1.5d;
Соединения точечной сваркой работают преимущественно на срез. При расчете полагают, что нагрузка распределяется равномерно по всем точкам. Неточность расчета компенсируют уменьшением допускаемых напряжений
где
z — число сварных точек; i — число
плоскостей среза. Для конструкции по
рис. 18, а z = 4, i = 1; по рис. 18, б z = 2, i = 2
При нагружении точечных сварных соединений моментом в плоскости стыка деталей расчетную точку и ее нагрузку определяют так же, как и для заклепочных соединений или соединений с болтами, поставленными без зазора.
Точечному соединению свойственна высокая концентрация напряжений. Поэтому оно сравнительно плохо работает при переменных нагрузках. Концентрация напряжений образуется не только в сварных точках, но и в самих деталях в зоне шва.
Точечные сварные соединения чаще применяют не как рабочие, воспринимающие основную нагрузку, а как связующие (например, крепление обшивки к каркасу).
Шовная
сварка. Напряжения среза
(21)
Концентрация напряжений в швах меньше, чем при точечною сварке