При проектуванні зварних конструкцій пропонується їх класифікувати в залежності від методу (моделі) розрахунку напружено-деформованого стану з урахуванням співвідношення розмірів тіла наступним чином.
1. Одномірні тіла - конструкції, розмір яких в напрямку однієї координати
перебільшує не менше, ніж у 5... 10 разів два інших.
До них належать:
- конструкції балочного типу (працюють на поперечний згин), наприклад, балки перекриття будівель, балки мостів, підкранові балки, рами;
- конструкції стержневого типу (працюють на осьове навантаження, поздовжній згин - стійкість), наприклад, стояки, ферми, вежі;
2. Двомірні тіла-конструкції, розмір яких в напрямку однієї координати відносно двох інших такий, що напруженнями по цій координаті (як правило по товщині) можливо знехтувати.
До них відносяться:
- тонколистові конструкції мембранного типу (працюють тільки на двоосне розтяжіння, згин відсутній), наприклад, розтягнуті поверхні покриття габаритних споруд;
- тонколистові конструкції типу пластини (працюють на згин, стійкість), наприклад, різного призначення плоскі стінки, палубні настили;
- тонколистові конструкції типу оболонки (працюють на внутрішнє чи зовнішнє навантаження поверхневими силами, на стійкість), наприклад, резервуари, трубопроводи великого діаметру;
3. Тримірні тіла-конструкції, співвідношення розмірів яких таке, що напруженнями в будь-якому напрямку (в тому числі і по товщині) знехтувати неможливо. До них відносяться:
- товстолистові конструкції типу плити (працюють на згин), наприклад, опорні плити балок, стояків;
- товстолистові конструкції типу товстостінних циліндрів (працюють на внутрішнє чи зовнішнє навантаження поверхневими силами), наприклад, корпуси котлів високого тиску.
Отже, проектування будь-якої зварної конструкції починається зі складання так званої розрахункової схеми відповідно до наведеної класифікації.
Складання розрахункової схеми полягає в аналізі реального навантаження і його подання у вигляді загальноприйнятої вже існуючої розрахункової схеми для відповідного тіла. Наприклад, балка прольотом L = 20 метрів завантажена посередині прольоту вантажем довжиною 1 = 2 метри (рис.
Таке реальне навантаження може бути представлено наступними існуючими для балок розрахунковими схемами: перша (рис. 0. б) - балка завантажена на довжині 2 метри розподіленими силами q, друга ( рис в) – враховуючи малість відношення l/L,балка завантажена зосередженою силою Р = ql. Остаточний вибір розрахункової схеми проводять у залежності від вимог до точності очікуваного результату
Класифікація зварних конструкцій
Типи балок і область їх застосування
Балками називаються елементи конструкцій, що працюють в основному на поперечний вигин (в окремих випадках вони працюють і на косою вигин або на кручення).
Балки є найбільш поширеними елементами конструкцій.
Зварні сталеві балки виготовляються для заміни гарячекатаних двотаврових балок. Зварні балки застосовуються для виготовлення несучих конструкцій, а саме, кроквяних і підкроквяних ферм і балок, а також рамних конструкцій, естакад, мостів, підкранових колій, вагонів, гребель, літаків, кранів, верстатів, каркасів будівель. Особливо ефективні зварні балки в великопрольотних конструкціях промислових будівель, цехів та інших споруд. Також, зварена балка використовується для будівництва опор будівлі, завдяки чому знижується маса всієї конструкції. У всіх випадках службове призначення балок полягає в тому, щоб, прийнявши навантаження від інших елементів конструкції, передати її на опори.
Зварна балка - балка буває наступних типів: тип «Б»; тип «К»; тип «Ш». Прокатні, зварні, прості, складові, розрізні, що не розрізні.
Класифікація зварних конструкцій.
1) В залежності від способу, яким були отримані заготовки, бувають:
Літій-зварна або літо-штампозварна конструкція; -лістовая; -ковано-зварна; -штампо-зварна.
2) За призначенням: -судовие; -Будівельні; -авіаціонние; -вагонние; транспортні та інші.
3) Залежно від певних характерних особливостей їх роботи.
- балки - Конструкційні деталі, які призначені для роботи на поперечний вигин. За допомогою жорсткого з'єднання балок отримують, так звані, рамні конструкції.
- Колони. Ці деталі працюють зазвичай на стиск, в тому числі з поздовжнім вигином.
- конструкції Гратчасті - складаються зі стрижнів, які з'єднуються у вузлах так, щоб вони відчували стиснення або розтягнення. Такі конструкції бувають різних видів - це і щогли, і ферми, і арматурні сітки і т. Д.
- конструкції, Що експлуатуються під сильним тиском. При виготовленні таких конструкцій дуже важливо виконання вимог щодо герметичності з'єднань. До таких конструкцій зазвичай відносять трубопроводи всіх призначень, різного виду судини і ємності.
- корпусні Транспортні конструкції. Ці конструкції піддаються в основному динамічним навантаженням. Вони повинні мати високі показники жорсткості і невелику вагу. До таких конструкцій відносяться корпусу вагонів, кузовів автомобілів і ін.
- Ще Один тип зварних конструкцій - це різноманітні деталі апаратів, техніки і машин. Такі конструкції використовуються при неодноразово повторюваних, змінних навантаженнях. Головне характерне вимога до таких деталей - це точні розміри, які досягаються в ході роботи над заготовками. До таких конструкцій можна віднести: вали, станини, колеса.
3. Навантаження, які діють на зварні конструкції.
За способом прикладання навантаження діляться на: зосереджені і розподілені. зосереджені навантаження передають свою дію через, дуже малі площі. Прикладами таких навантажень можуть служити тиск коліс залізничного вагона на рейки, тиск візки талі на монорельс і т. Д. розподілені навантаження діють на порівняно великій площі. Наприклад, вага верстата передається через станину на всю площу зіткнення з фундаментом.
За тривалістю дії прийнято розрізняти постійні і змінні навантаження. прикладом постійного навантаження може служити тиск підшипника ковзання - опори валів і осей - і його власна вага на кронштейн.
змінному навантаженні схильні в основному деталі механізмів періодичної дії. Одним з таких механізмів є левередж, у якій зуби в зоні контакту суміжних пар зубчастих коліс відчувають змінне навантаження.
За характером дії навантаження можуть бути статичними і динамічними. статичні навантаження майже не змінюються протягом всього часу роботи конструкції (наприклад, тиск ферм на опори).
динамічні навантаження діють нетривалий час. Їх виникнення пов'язане в більшості випадків з наявністю значних прискорень і сил інерції.
Динамічні навантаження відчувають деталі машин ударної дії, таких, як преси, молоти і т. Д. Деталі кривошипно-шатунних механізмів також відчувають під час роботи значні динамічні навантаження від зміни величини і напрямки швидкостей, тобто наявності прискорень. Динамічні навантаження діляться з миттєво прикладені, ударні в повторно-змінні.
Миттєво прикладена навантаження зростає від нуля до максимуму протягом часток секунди. Такі навантаження виникають при запаленні горючої суміші в циліндрі двигуна внутрішнього згоряння, при рушанні з місця поїзда.
Ударне навантаження характерна тим, що в момент її застосування тіло, що викликає навантаження, володіє певною кінетичної енергією. Таке навантаження виникає, наприклад, при забиванні паль за допомогою копра, в елементах ковальського молота.
Повторно-змінне навантаження характерна своєю періодичністю. Такі навантаження відчувають при роботі штоки, вали, осі залізничних вагонів, хиткі елементи конструкція і ін.
Д/з:ст.359-362 опрацювати,скласти конспект