Главная >  Технологичность сварных конструкций 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 [ 48 ] 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279

ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ

Допускаемые напряжения в паяных соединениях зависят от многих факторов: свойств основного материала, припоев, технологического процесса, вида соединения, толшины шва. рода силовых нагрузок, температурного режима эксплуатации, среды работы конструкции. Надежным и приемлемым методом определения допускаемых напряжений в паяных соединениях является испытание образцов при параметрах и условиях, близких к производственным.

Для паяных соединений встык рекомендуется испытание до .момента разрушения. В таком случае разрушающее напряжение

где Р - разрушающая сила; f - площадь поперечного сечения испыт>емого образца.

Допускаемое напряжение при пайке может быть определено в зависимости от величины разрушающего напряжения и коэффи-

циента запаса прочности К, который рекомендуется брать равным 2.5-3,0 при статических напряжениях.

Для паяных соединений внахлестку испытания проводят на образцах, имеющих толщины, равные принятым в конструкциях при Длине нахлестки 2,5 S. Разрушающее напряжение

Р

где b - ширина образца; S - толщина образца.

Коэффициент запаса прочности такой же, как при испытании соединения встык.

Для телескопических паяных соединений целесообразно производить испытание на образцах аналогичных конструкций. Разрушающее напряжение

где f - площадь шва в телескопическом соединении. Коэффициент запаса прочности принимать, как при испытании соединения встык.

КЛЕЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Склеивание - это способ создания неразъемного соединения элементов конструкции с помощью клея. Процесс склеивания основывается на явлении адгезии - сцепления в результате физических и химических сил взаимодействия клея с различными материалами при определенных условиях.

КОНСТРУИРОВАНИЕ КЛЕЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Элементы конструкции, сборка которых осуществляется сютеиванием, дотжны иметь Х1Я этого специа1ЬНО спроектированное соединение. При проектировании клеевого соединения необходимо:

определить величину и тип нагрузки на всю конструкцию и особенно на клеевое соединение;

определить изменение свойств клеевого соединения под воздействием среды, в которой оно будет работать;

выбрать Mcimepuoji конструкции;

выбрать fcieti:

рассчитать размеры и остатьные конструкционные параметры соединения с учето.м запаса прочности;

выбрать технологию склеивания (обработку поверхности, способ нанесения клея, режим отверждения);

экономически обосновать выбранную конструкцию и технологию.

При конструировании клеевых соединений необходимо учитывать следующие рекомендации:

площадь склеивания должна быть как можно большей;

нагрузку должна нести максиматьная часть площади склеивания;

необходимо добиваться, чтобы напряжение в клеевом шве действовало в направлении его максимальной прочности;

оптимальные зазоры между склеиваемыми поверхностями в зависимости от марки клея и конструкции должны быть в пределах:

0,05-0,15 мм при склеивании металлов между собой;

0,05-0.2 мм при склеивании металлов с неметаллическими материалами;

0,1-0,2 мм при склеивании мета1Лов с резиной.

В процессе эксплуатации клеевые соединения восприни.мают различные нагрузки, которые могут бьпь приведены к четырем основным типам (рис. 27). В табл. 42 представлены типы конструкций клеевых соединений, способных воспринимать различные нагрузки.


Рис. 27. Основные типы нагружения клеевого соединения:

а - сдвиг; б - равномерный отрын; в - отдир; г - внецентровой отрыв



42. Рекомендуемые типы конструкции клеевых соединений в зависимости от направления нагрузки

Клеевые соединения

Клеевь[е соединения

Угловые стыковые

Угловые с загибом кромки

Угловьк в паз

Тавровые стыковые

Тавровые с уголком

Тавровьге в паз

Стыковые с нахлестом

Стыковые в паз

Ст)>1ковые на ус

Стыковые с одной и двумя накладками

Стыковые нахлесточные

Сооединения полых профилей

Соединения труб



с формованным гладким раструбом



с двухраструбной муфтой


с гладкой надвижной муфтой

различного диаметра



РАСЧЕТ КЛЕЕВЫХ СОЕДИНЕНИИ

Лля расчета наиболее распространенных соединений пользуются приближенными формулами [2].

Действующие напряжения при сдвиге на-viecT04Horo соединения:

т = Р/ (Ьа),

где F - сдвигающая сила; Ь, а - щирина и дтина нахлестки.

Для неответственных соединений длина нахлестки

= (2,5 + 5)5,

где S толщина склеиваемых листов.

При динамических нагрузках прочность при сдвиге принимают равной 1/3 ее значения при статическом нагружении.

Расчетные формулы для определения действующих напряжений в соединениях на ус листов и труб предстаалены в табл. 43.

43. Расчетные формулы

Соединяемые элементы

Вид деформации

Касательные напряжения т

HopMajibHbie напряжения

Листы

Растяжение Изгиб

- sin 9 cos 9 sb

г- sm 0 cos 9 s-b

=sin9 sb

a = -Г-sin 9 sb

Трубы

Растяжение Изгиб

-sm 9 cos 9

Обозначения: F- растягивающая сила; М ~ изгибающий момент; О - угол скоса; Tq , -внешний и внутренний радиусы трубы; s - толщина листов; Ь - ширина листа.

Для клеевых соединений деталей из полимерных, композитных и других материалов с малым модулем упругости уточненные расчеты следует вести с учето.м деформации деталей 3. 4].

В нахлесточных соединениях листов общей шириной Ь. толщиной h\ и h-> из материалов с .модулем упругости Е\ и Ej пол дей-

-лвием растягивающей силы F удельные на-гр>зки в концевых сечениях {в Н/м.м)

Fk 1 + achA/?

shkb 1 + а Fk а + chkb shkb 1 + a

h - толщина клеевой прослойки; G - модуль сдвига клея

Эпюра удельных нагрузок имеет обычную вогнутую форму с максимальными значениями по концам.

В случае приклейки полки линейно-упругого уголка к жесткому основанию и действия отрывающей нагрузки вдоль другой полки распределение давления в клеевом слое подчиняется зависимостям для балки на уп-рутом основании.

В реальных конструкциях наблюдается значительный разброс показателей прочности. Это следует учитывать при проектировании конструкций, вводя коэффициент запаса прочности, который назначают в результате экспериментальной отработки к-1еевого соединения. В зависимости от степени ответственности конструкции и условий ее работы выбирают значение к о э ф и ц и е н та з а п а с а и pt>4 ности от 1 , 5 до 3 .



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 [ 48 ] 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279