BÀI 2: TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN CỦA MỐI HÀN - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.ppt) (29 trang)

Trang chủ

Kỹ thuật - Công nghệ

Cơ khí - Luyện kim

BÀI 2: TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN CỦA MỐI HÀN

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (210.16 KB, 29 trang )

BÀI 2: TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN CỦA MỐI HÀNI. MỤC TIÊU CỦA BÀI:- Nắm được ứng suất của mối hàn, tiêu chí đánhgiá độ bền của mối hàn.- Tính được độ bền của mối hàn giáp mối, mốihàn góc và mối hàn tổng hợp.- Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh phânxưởng.II. Nội dung bài1. Tính toán mối hàn giáp mốia. ứng suất cho phép của mối hàn:Khi tính toán các mối hàn trong các kết cấu bằng kim loại có haiphương pháp xác định ứng suất cho phép:Phương pháp thứ nhất: ứng suất cho phép trong mối hàn lấybằng trị số cho sẵn (trong bảng) dựa theo sức bền tính toán của mốihàn. Cách này chủ yếu dùng trong xây dựng và các công trình côngnghiệp.Phương pháp thứ hai: ứng suất cho phép của mối hàn đượcxác định theo một tỷ lệ với ứng suất cho phép của kim loại cơ bản. Vềphương diện công nghệ thì phương pháp này là đủ chính xác, bởi vìkhi hàn thì cơ tính của kim loại mối hàn phụ thuộc nhiều vào cơ tínhcủa kim loại cơ bản.Để xác định ứng suất cho phép của mối hàn người ta chia mốihàn làm hai nhóm:+ Nhóm 1: Gồm những mối hàn được thực hiện bằng hàn tựđộng, bán tự động hay hàn hồ quang tay với que hàn chất lượng caoN42A và N50A.+ Nhóm 2: Gồm những mối hàn được thực hiện bằng hàn hồquang tay với que hàn chất lượng thường.- Ứng suất cho phép của mối hàn được xác định theo bảng sau:Dạng quá trình côngnghệNhóm 1Nhóm 2ứng suất cho phép của mối hàn kN/cm2Kéo [ σ ]’kNén [ σ ]’nCắt [ τ ]’[ σ ]k0,9 [ σ ]k[ σ ]k[ σ ]k0,65 [ σ ]k0,60 [ σ ]kTrị số cho trong bảng là đối với thép các bon thấp, trung bình và thép hợp kim thấp.Ví dụ: Thép CT-3 có ứng suất cho phép [ σ ]k = 16kN/cm2.Vậy ứng suất cho phép ở mối hàn sẽ là:- Khi hàn bằng que hàn N 42A thì:[ σ ]’k = [ σ ]’n = [ σ ]k = 16 kN/cm2.[ τ ]’ = 0,65 [ σ ]k = 10 kN/cm2.- Khi hàn bằng que hàn N 42 thì:[ σ ]’k = 0,9 . 16 = 14,4 kN/cm2.[ σ ]’n = [ σ ]k = 16 kN/cm2.[ τ ]’ = 0,60 [ σ ]k = 9,6 kN/cm2.b. Tiêu chí tính toán độ bền của mối hàn• Khi tính toán độ bền của kết cấu hàn cần phải lưu ý sao cho liên kếthàn phải có độ bền ngang với kim loại cơ bản của các phần tử củakết cấu trong mọi điều kiện làm việc cũng như tải trọng tác động (tảitrọng tĩnh hay động …)• Trong kết cấu hàn thì phần yếu nhất của kết cấu là khu vực mối hànvà vùng ảnh hưởng nhiệt. Vì vậy việc áp dụng công nghệ hợp lý đểnâng cao chất lượng của mối hàn là rất quan trọng.• Cơ tính của kết cấu hàn phụ thuộc vào hình dáng hợp lý của kết cấu.Khi thiết kế mối hàn đúng và sử dụng phương pháp hàn hợp lý,chọn phương pháp gia công cơ và nhiệt luyện kết cấu hàn thích hợpthì cơ tính của kết cấu sẽ tăng.• Trong kết cấu hàn có độ bền đồng đều giữa kim loại cơ bản và mốihàn sẽ đạt được yêu cầu tiết kiệm (vì tận dụng tối đa tuổi thọ của cácphần tử trong kết cấu). Độ bền của mối hàn kém sẽ giảm khả năngchịu tả của toàn bộ kết cấu và không cho phép sử dụng triệt để tiếtdiện làm việc của các bộ phận.c. Tính toán độ bền đối với mối hàn giáp mốiKhi có liên kết hàn giáp mối chịu tác dụng của ngoại lực thìtheo thiết kế nó có thể chịu được một ứng lực cho phép là:- Khi chịu lực kéoN = [ σ ]k . F(kN)- Khi chịu nén dọc:N = [ σ ]n . F(kN)- Khi chịu uốn:M = [ σ ]k . W (kNcm)F – là diện tích tiết diện ngang của phần tử xét (cm2).W – Mô duyn chống uốn của tiết diện ngang (cm3).W=b2 s6Tương tự như trên ta tính được ứng lực cho phép của mốihàn là:- Khi chịu kéoN’ = [ σ ]’k . F (kN)- Khi chịu nén dọc:N’ = [ σ ]’n . F (kN)- Khi chịu uốn:M’ = [ σ ]’k . W (kNcm)ở đây: F – là tiết diện ngang của mối hàn vì bỏ qua phần nhôlên của mối hàn nên ta có:F=S.L(cm2).S – chiều dày của tấm kim loại cơ bản (cm)L – chiều dài tính toán của mối hàn (cm) (L = Lthực - 2S)Nếu lực tác dụng lên mối hàn nơi xung yếu là P thì ứngsuất phát sinh ở mối hàn sẽ là:σ =’Điều kiện bền sẽ là:PFσ’ ≤ [ σ ]’• Ví dụ 1. Tính ứng lực cho phép của mối hàn trong liênkết hàn giáp mối biết vật liệu cơ bản là thép C – 3 có• [ σ ]k = 16kN/cm2, S = 5mm, L = 300mm.• Mối hàn được thực hiện với que hàn chất lượng thường.Ví dụ 2: Cho mối hàn giáp mối như hình vẽ. Biết lựckéo N=260KN , ,[Ϭ] =28KN/cm2, chiều dày S = 8mm.Hãy xác định chiều rộng của tấm ghép để kết cấu đảmbảo điều kiện bền?NNBSGiải:Theo thuyết bền ta có:σ maxN=≤ [ σ]Fhk- Để mối hàn đảm bảo điều kiện bền thì biểu thức sauphải thoả mãn:NFh ≥(*)[σ ]hTrong đó :Fh = S.LL là chiều dài của đường hàn.- Thay vào (*) ta có:- Như vậy để đảm bảo điều kiện bền của mối hàn ta chọn tấmthép có chiều rộng là B = 117 mm.• Bài tập 1. Tính ứng lực cho phép của mối hàn trongliên kết hàn giáp mối biết vật liệu cơ bản là thép CT – 3có [ σ ]k = 20kN/cm2, S = 4mm, L = 250mm.• Mối hàn được thực hiện với que hàn chất lượng thường.Bài tập 2. Tính ứng lực cho phép của mối hàn trong liênkết hàn giáp mối biết vật liệu cơ bản là thép CT có [ σ ]k= 22kN/cm2, S = 6mm, L = 350mm.Mối hàn được thực hiện với que hàn chất lượng cao.• Bài tập 3. Xác định chiều dài của mối hàn trong liênkết hàn giáp mối để liên kết chịu được ứng lực là• N = 250 kN. Biết: vật liệu cơ bản là thép C – 3 có• [ σ ]k = 16kN/cm2, S = 5mm. Mối hàn được thực hiện vớique hàn chất lượng cao.Bài tập 4. Xác định chiều dài của mối hàn trong liên kếthàn giáp mối để liên kết chịu được ứng lực làN = 300 kN. Biết: vật liệu cơ bản là thép CT – 3 có[ σ ]k = 20kN/cm2, S = 6mm. Mối hàn được thực hiện vớique hàn chất lượng thường.Bài tập 5: Cho mối hàn giáp mối như hình vẽ:Biết rằng lực kéo N=260 KN,[Ϭ] =28 KN/cm2, Vật liệu cóS = 8 mm, α= 600. Hãy xác định chiều rộng của tấm ghépđể kết cấu đảm bảo điều kiện bền.2. Tính toán mối hàn gócKhi hàn góc thường có các dạng liên kết sau:L1L2Sơ đồ mối hàn góc chịu lực kéo.Khi chịu lực tác dụng thì trong liên kết hàn góc sẽ chịu cả ứngsuất pháp và ứng suất cắt.Song độ bền cắt nhỏ hơn nên chỉ cần kiểm nghiệm theo ứngsuất cắt. Do đó ứng lực cho phép sẽ được tính là:N’ = [ τ ]’ . h . L(kN)ở đây:h. L = F(cm2)L – là chiều dài mối hành – là chiều cao mối hàn.K – là cạnh mối hàn thường lấy bằng chiều dầy vật hàn.Vậy: N' = [ τ ]’ . 0,7. K. L(kN)• Ví dụ 1: Tính ứng lực cho phép của mối hàn trong liênkết hàn góc.• Biết vật liệu cơ bản là thép C – 3 có [ σ ]k = 16kN/cm2,• S = 5mm, L = 300mm.• Mối hàn được thực hiện với que hàn chất lượng thường.Ví dụ 2: Cho kết cấu chịu lực như hình vẽ:Biết lực kéo N = 450KN, = 28KN/cm2, B = 260mm. Viết côngthức kiểm nghiệm độ bền mối hàn và xác định bề dày của tấmghép để kết cấu đảm bảo điều kiện bền?Giải:Theo thuyết bền ta có công thức kiểm nghiệm độ bền mối hàn:Nτ=≤ [ τ]h2.h.BTrong đó: τ là ứng suất tiếp.[τ ] h là ứng suất tiếp giới hạnh là chiều dày tính toán của mối hàn góc.Đây là mối hàn chồng nên để đảm bảo điều kiện bền thì biểu thức sauphải thoả mãn:Nτ=≤ [ τ] h2.h.BTrong đó:[τ ] h = 0,65.[σ ] hNThay các giá trị vào biểu thức ta có:τ=≤ 0,65.282.h.26h≥450≈ 0,48cm2.26.0,65.28- Như vậy để mối hàn được đảm bảo độ bền ta chọn bề dày của tấm ghéplà S = 7 mm.• BT.1. Tính ứng lực cho phép của mối hàn trong liênkết hàn góc biết vật liệu cơ bản là thép C T– 3 có [ σ ]k= 20kN/cm2, S = 5mm, L = 350mm.• Mối hàn được thực hiện với que hàn chất lượng cao.BT.2. Tính ứng lực cho phép của mối hàn trong liên kếthàn góc biết vật liệu cơ bản là thép C T– 3 có [ σ ]k =20kN/cm2, S = 6mm, L = 300mm.Mối hàn được thực hiện với que hàn chất lượng thường.• Bài tập 3. Xác định chiều dài của mối hàn trong liênkết hàn góc để liên kết chịu được ứng lực là• N = 250 kN. Biết: vật liệu cơ bản là thép C – 3 có• [ σ ]k = 16kN/cm2, S = 5mm. Mối hàn được thực hiện vớique hàn chất lượng cao.Bài tập 4. Xác định chiều dài của mối hàn trong liên kếthàn góc để liên kết chịu được ứng lực làN = 300 kN. Biết: vật liệu cơ bản là thép CT – 3 có[ σ ]k = 20kN/cm2, S = 6mm. Mối hàn được thực hiện vớique hàn chất lượng thường.3. Tính toán mối hàn tổng hợp* TH1: Đối với chi tiết đối xứngTrong một liên kết tổ hợp thì ta chỉ việc tính theo nguyên tắccộng tác dụng.N’ = N’ngang + 2N’dọcL1L3L2Sơ đồ liên kết tổ hợp các mối hàn đối xứngSuy ra:N’ = [ τ ]’ . 0,7K. LL – là tổng chiều dài tính toán của các đườnghàn.Theo hình vẽ thì ta có L = L1 + L2 + L3.•••• Từ công thức trên ta có thể tính được chiều dài mối hàncần thiết để đảm bảo yêu cầu làm việc với ứng lực N’ nàođó hay xác định được chiều dài mối hàn để đảm bảo chokết cấu làm việc với tuổi thọ tối đa nhất.* TH2: Đối với chi tiết bất đối xứngL1L3L2Sơ đồ liên kết tổ hợp các mối hàn đối với chi tiết bất đối xứng• Khi hàn các chi tiết bất đối xứng lên một tấm phẳng (nhưthanh thép góc) thì ta cần bố trí các đường hàn sao cho lựctác dụng (kéo hay nén) đi qua mặt trung tâm của thanhthép góc, lực không phân bố đều nhau sang hai phía nêncũng có nghĩa là các đường hàn dọc ở hai phía có chiềudài không bằng nhau.N’dọc = N’2 + N’3•• Thường lấy N’ = 0,7 N’; N’ = 0,3 N’• Ví dụ: Cho liên kết hàn như hình vẽ: thanh thép gócloại 90 x 90 x 9. Vật liệu là thép CT-3 Có [ σ ]k = 20kN/cm2; cho mối hàn L1 ; L3 có K = 9mm.• L2 có K = 12mm và [ τ ]’ = 12 kN/cm2. Tính chiều dài mốihàn để kết cấu có tuổi thọ tối ưu.L1L3L2Thép goc 90X90X9

Tài liệu liên quan

Báo cáo nghiên cứu khoa học: "THIẾT LẬP TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN CỦA CẤU KIỆN CHỊU UỐN XOẮN ĐỒNG THỜI" pdf
- 6
- 640
- 1
bài giảng vật liệu silicat chương 2 tính chất độ nhớt của thủy tinh
- 60
- 912
- 1
BÀI 2: TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN CỦA MỐI HÀN
- 29
- 8
- 15
Giáo án Toán 4 chương 2 bài 2: Tính chất kết hợp của phép nhân
- 3
- 197
- 0
Giáo án Toán 4 chương 2 bài 2: Tính chất kết hợp của phép nhân
- 4
- 157
- 0
Giáo án Toán 4 chương 2 bài 2: Tính chất kết hợp của phép nhân
- 3
- 172
- 0
Giáo án Toán 4 chương 2 bài 2: Tính chất kết hợp của phép nhân
- 3
- 175
- 0
Giáo án Toán 4 chương 2 bài 2: Tính chất kết hợp của phép nhân
- 5
- 182
- 0
Giáo án Toán 4 chương 2 bài 2: Tính chất kết hợp của phép nhân
- 2
- 177
- 1
Giáo án Toán 4 chương 2 bài 2: Tính chất kết hợp của phép nhân
- 4
- 135
- 0