Obliczenia Spoiny Skręcanej i Zginanej
Treść : Wspornik traktowany jako metalowa konstrukcja spawana . Dla podanych danych i przypadków wyznaczyć wartość siły P, która może być przyłożona do dźwigni z uwagi na wytrzymałość złączy spawanych.
Dwa przypadki obciążenia:
Pierwszy dla spoiny pachwinowej
Drugi dla spoiny czołowej
Dane:
D,d,b,L,Re,Rm,x,Z,Zovg,Zovr,Zost,Zo
Re-440MPa – granica plastyczności
Rm = 600MPa – granica wytrzymałości materiału na rozciąganie
μ = 0 – wzpółczynnik tarcia
X=2,5 – współczynnik bezpieczeństwa
Na początku należy wprowadzić uproszczony model belkowy układu
Obliczenia sił i momentów działających na wspornik :
Następnym krokiem jest naniesienie rozkładów sił i momentów na uproszczonym modelu belkowym.
Długie ramie a i krótkie ramie b
Na podstawie rozkładów sił, oraz geometrii należy wyznaczyć przekroje – takie przekroje wspornika w których może coś się stać – np. Spiętrzenie naprężeń, największe naprężenia itp.
Obliczanie Przekroju niebezpiecznego spoiny
Przekrój spoiny dla pierwszego przypadku – spoiny pachwinowej
Dla spoiny pachwinowej obowiązuje zależność grubości spoiny do grubości ściany zgodnie z informacjami z [i – obliczanie wysokości spoiny pachwinowej]
Warto zanotować, że w przypadku w którym rura zmienia się w walec i obowiązuje zależność:
to traktujemy tę spoinę jako jednostronną pachwinową, na ścianie o boku D/2 zawiniętej wokół osi.
Natomiast gdy rura zmienia się w walec i
to
Wzory naprężeń i naprężeń zastępczych [i] dla punktów najbardziej obciążonych, zgodnie z rysunkiem powyżej
gdzie
Z_o^k- współczynnik dla spoiny pachwinowej
Jx – moment bezwładności względem wprowadzonej osi obojętnej zginania x
Jo = 2Jx biegunowy moment bezwładności – suma momentów osiowych względem
prostopadłych osi przechodzących przez ten biegun.
Wx – wskaźnik wytrzymałości przekroju (na zginanie) w osi x [i]
Wo – wskaźnik wytrzymałości przekroju (na skręcanie) w biegunie o
e_max – odległość włókna najbardziej oddalonego od środka zginania lub skręcania
Obliczenia maksymalnych dopuszczalnych sił dla punktów niebezpiecznych spoiny pachwinowej zgodnie z hipoezą wytężeniową Hubera z uwzględnieniem wzpółczynników dla spoiny pachwinowej, żadna z nich nie może przekroczyć wartości po prawej stronie równania
Obliczanie Przekroju niebezpiecznego spoiny
Przekrój spoiny dla drugiego przypadku – spoiny czołowej
gdzie
Jx – moment bezwładności względem wprowadzonej osi obojętnej zginania x
Jo = 2Jx – biegunowy moment bezwładności – suma momentów osiowych względem
prostopadłych osi przechodzących przez ten biegun.
Wx – wskaźnik wytrzymałości przekroju (na zginanie) w osi x [i]
Wo – wskaźnik wytrzymałości przekroju (na skręcanie) w biegunie o
e_max – odległość włókna najbardziej oddalonego od środka zginania lub skręcania
Następnie obliczamy, tensory naprężeń i naprężenia zastępcze zgodnie z [i]
Obliczenia maksymalnych dopuszczalnych sił dla punktów niebezpiecznych spoiny czołowej zgodnie z hipoezą wytężeniową Hubera z uwzględnieniem wzpółczynników dla spoiny czołowej, żadna z nich nie może przekroczyć wartości po prawej stronie równania
