Расчетные формулы, по которым определяются общие сва­рочные деформации, содержат геометрические характеристики сечения конструкции к тепловые характеристики нагрева свари­ваемых элементов. Эти характеристики целесообразно опреде­лить в первую очередь и далее рассматривать как исходные данные к расчету. Для того чтобы не повторять в каждом из приведенных ниже примеров вычисление указанных характерне -

тик, будем считать их заданными, а предварительно приведем расчетные формулы, по которым они вычислены.

Геометрические характеристики сечения конструкции:

I) площадь сечения конструкции

п

2} расстояние от оси сравнения, выбираемой произвольно до центральной оси конструкции

П_ .

1= F

3)

момент инврщш сечения конструкции

(5.49)

 

В формулах (5.47)-(5.49) приняты следущие обозначения: Рк - площадь сечения к -го элемента; Z*K - расстояние от оси сравнения до центра тяжести к-го элемента; ZK - рас­стояние от центральной оси до центра тяжести к-го элемен­та; 1^ - собственный момент инерции к-го элемента.

Тепловые характеристики нагрева свариваемых элементов:

1) погонная энергия нагрева в зависимости от режимов сварки

(5.50)

2) погонная энергия нагрева в зависимости от катета уг­лового шва:

в случае ручной сварки

fyn=f*0D90Ka, Дж/см } (5.51)

где катет шва к в см;

в случае автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом

tyn~30000к.3 , Дж/см ; (5.52)

в случае полуавтоматической оварки в С.0а

(^=20000ка, Дх/см

3) погонная энергия нагрева в зависимости от площади наплавки s

tyn=6S5Q0FH, Дх/см, (5.63)

где? н - площадь неплавки, ем^;

4) погонная энергия, используемая для нагрева полотнища (пояска) при приварке угловым швом ребра жесткости

_ / г л. Чт. гГЧгл 2.ВЛ+Вр “ 5 *0,51

Пример I. Определять общие деформации тавра (рис,5.8,а) от приварки пояска к стенке с двух сторон угло­выми непрерывными швами, выполняемыми последовательно на по­гонной энергии:

V~ iPjQO &ж/см (к^.0,а5ш) .

Геометрические характеристики сечения; ? - 45 см%

1у= 4680 см'л. Zt = -0,8 см. Длина тавра L = 10 м. Матери­ал - СтЗс ( ls= 0,00125; см^/Да).

I, Определяем площадь и ширину пластической зоны от

шва I:

г-ж г. ззсм.

2. Определяем коэффициент, учитывающий увеличение плас-- 'ической зоны от шва 2:

» - .. &+*сНп , Ф.*5+0<... . _

Kn" i+—^ - i+----- y 1,« .

3, Определяем объем продольного укорочения сварного со - динения, приходящийся на единицу длины шва:

ъ“л=-Н0"пКп»-И0*в- £500 ■ из—^-Ю"8, смг.

4. Определяем характерные деформации сечения тавра:

„а1^

* t* ],5 1U ■>

б) угол поворота одного конца тавра относительно друг6-

U - tv ь - - ъ, гг - №'5- #=-5,ггг ю - рал, - п

в) стрелку прогиба тавра

Л з, гг-іО'г-<о3

V—t~8-- *'‘ш і

г) изменение длины верхнего волокна тавра ( Iі - 20,2 см)

ftL’~ALo-<pvZ'=~0t34 + 3,2200'a£0(a-0,31 см V

< 

изменение длины нижнего волокна тавра ( 1Н = -10,8 ом)

AL',-fiLo-4>vZ"=~W404 + 3,гг-«ЗГ^(-«>1»>»-0,59 см.

Пример 2. Определять общие деформации двутавра Сем. рис.5.8,6) от односторонних поясных швов, выполняемых на погонной энергии tyn= 10000 Дж/см.

Геометрические характеристики сечения двутавра; F =

= 38 ш2, 1^= 6170 см^. Длина Ь = 10 м. Материал - СтЗс. Двутавр предварительно собран на жестких прихватках. Коэффи­циенты температуропроводности и температуроотдачи принимаем:

а=0Дсмг/с, Ь=гО(Г5 і 1с, <£/ср = 3,5і ю 6 СМ3/Дж, £^~ И,7 • - КГ1* .

1. Определяем коэффициент, учитывающий влияние теплоот­дачи на объем продольного укорочения, предварительно вычис­лив параметр:

* - iUk «Ди 55 «гЧо* 1 /|Псг* м *• tp£sssTQ ц^-ю^-г. б у оо *,Di

(по графику рис.4.ІЗ, б находим Кт= 0,85).

2. Определяем объем продольного укорочения сварного со­единения от шва I на единицу длины вша

Ux *-0,335 *4 ср ЧгГ~0.^5 - О. М-3,5-W'6- Ю"»; ша

и на всю длину шва

АУХ(:=тгХ|Ь=-'Ю”г’ Ю3 = - Юсмэ.

3. Определяем характерные деформации сечения балки пос­ле выполнения шва I:

4.

Определяем деформацию в районе расположения шва 2, . вызванную швом I:

2Сг—г.6*,-ю-+аакэчо" is = «т* .

5.

Определяем коэффициент, учитывающий влияние началь­ного напряженного состояния на объем продольного укорочения, вычислив предварительно параметр р :

(из графика на рис.4.14,6 находим Кб^= 0,85).

6. Определяем общие деформации двутавра:

а) укорочение по центральной оси

M^(fvVx + bVx^=-^(W + см ",

б) угол поворота одного конца балки относительно друго­го

ф ftVXaZ Сг>-g^5[H0V(^5)H00,»5H5]-0,0037 род ■,

в) стрелку прогиба балки

i? vL 0,0037-Ю3 S =-- &---------- *0*47 ^ -

Искривление оси двутавра в этом примере обусловливаются влиянием напряженного состояния, возникаицего после выполне­ния шва I на деформации от шва 2.

Пример 3 . Определить общие деформаций балки фун­дамента (см, рис.5.8,в), вызываемые продольными и поперечны­ми швами.

Геометрические характеристики сечения балки: Р= 60 см2, Ц= 9060 см4, 12 = 752 см4. Длина L = 6 м.. Материал - СтЗс. Погонная энергия всех швов <^n= 14600 Дд/см. Балка предварительно полностью собрана на жестких прихватках. Влия­нием начального напряженного состояния пренебрегаем. Коэф­

фициент перекрытия пластических зон двухсторонних швов при­нимаем равным Кп= 1,15. Характеристики швов приведены в тайл. С,1.

Таблица 5.1

Характеристика сварных швов балки (к рис.5.8,в) Номер шва no рисунку Количе­ ство швов Длина ОДНОГО шва Ііш t CM Координата цэнт пластичеоко )a тя&ести І зоны j t CM CM і І 600 0 -12,4 2 I 600 0 -12,4 3 I 600 0 +17,6 4 I 600 0 +17,6 5 12 8 6 -12,9 6 12 27 0 + 2,в 7 12 3 3,5 +18,1

1. Определяем объемы продольного укорочения сварных со­единений от поясных швов 1-4:

W60Q-U5-600=~«>tM* •

2. Определяем объемы поперечного укорочения сварных со­единений от швов 5-7. Учитывая идентичность вычислений дая каждого поперечного шва, выполняем их в табличной форме (табл.5.2).

3. Определяем общие деформации балки:

а) укорочение по центральной оси

0(-ю)мгнщ-о,?б'О, оіі5)]=-0,5г tM - л

б) угол поворота концов балки в вертикальной плоскости

AV*4Z<4+§ іZti)=

" 9^60 ft ЮИ~Й. М + (-Ю)* ^(0,Ш)(-12,9) +

+ 12(-0,?6V2,fi+ 12(-0,0^5)-ia, l]=0,005A род •,

189

Таблица 5.2

Расчет поперечного укорочения сварных соединений

балки (к рис.5.8,в)

Величина	Обо-		Номера швов
значе­ ние.		5	6	7
Удельная погон­ная энетзгия на-		*Vn
грев а сваривав-* мого элемента» к. Нд/см		5ri	10,4	10,4	10,4
Коэффициент» учитывающий степень прогрева элемента	^ПР	По рис.5,б, а	0,88	0,88	0,88
Параметр, опре- делямщии коэффи­циент Кр	1	i=Lui/s для шва 6; для швов 5 и 7 ^=2tm/s	16	27	6
Коэффициент, учитывающий степень раскреп­ления сварного соединения	Кр	По рис.5.6,б	0,22	0,56	0,03
Коэффициент по­перечного укоро­чения сварного соединения	ь	Формула (5.41)	-0,54	-0,73	-0,41
Объем поперечно­го укорочения сварного соеди­нения, СМ-3	М,	JL Муср	-0,16	-0,76	-0,045

в) угол поворота концов балки в горизонтальной плоско­сти

4 &Vci) “

=-^[іг(-О, ЮУ6 + Шї,0ВД5>0,0т рад ;

г) макошальные прогибы в вертикальной я горизонтальной

плоскостях

і

q>bl, 0,0178 600

V' » =~ 8