Расчет и конструирование сварной балки - Методичка

БОБРУЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ Специальность 2-36 01 06 Оборудование и технология сварочного производстваОбщие положения, состав и содержание курсового проекта Курсовой проект является завершающей частью предмета «Проектирование сварных конструкций». Тема курсового проекта - «Расчет и конструирование сварной балки». Целью курсового проекта является самостоятельная работа учащихся, позволяющая систематизировать, обобщить и расширить теоретические знания учащихся по специальным и общетехническим дисциплинам с использованием технической, сварочной литературой и ГОСТОВ.Во введении кратко изложите данные о развитии сварки и применении сварных конструкций в Республике Беларусь и за рубежом.Подробно опишите части, из которых состоит сварная конструкция.Выбор и обоснование производить с учетом следующих требований: - обеспечение прочности и жесткости при номинальных затратах на изготовление с учетом максимальной экономии металла и снижения массы сварной конструкции; Обосновав выбор марки стали, необходимо указать химический состав и механические свойства стали в форме таблицы 1 и таблицы 2 соответственно.Определяем максимальный расчетный изгибающий момент и максимальную расчетную поперечную силу. Строим эпюры изгибающих моментов и поперечных сил - рисунок 1. Определяем сумму моментов относительно точки В, SMB, КН.м Определяем сумму моментов относительно точки А, SMA, КН.м Реакции будут определены правильно, если сумма реакций будет равна сумме всех сил, действующих на балку, взятых с их знаком, КНОпределяем требуемый момент сопротивления сечения балки с учетом развития в ней пластических деформаций при работе на изгиб Wtp, см3 Определяем наименьшую высоту сечения балки hmin, см из условия жесткости Определяем оптимальную высоту стенки балки hопт, см из условия экономичного расхода металла (11) где Sct - толщина стенки, возрастает с увеличением высоты сечения балки и определяется по эмпирической формуле, мм. Установив высоту стенки балки и толщину стенки, переходит к компоновке поясов.По назначенным размерам определяем геометрические характеристики сечения: - момент инерции сечения балки относительно оси х Ix, см4 Производим проверку балки на прочность по нормальным напряжениям от максимального изгибающего момента, ?, КН/см2 Производим проверку балки на прочность по касательным напряжениям от максимальной силы, , КН/см2При работе балки на изгиб в сварных швах, соединяющих пояса со стенкой, возникают сдвигающие усилия Т, которые вызывают касательные напряжения . Sпх = Апд * а, (24) где Ап - площадь поперечного сечения поясного листа, см2; Определяем напряжение в сварных швах, , КН/см2 (26) где Аш - площадь поперечного сечения сварных швов на длине 1 см, Аш = 2 * ? * Kf, (27) где ? - коэффициент, зависящий от способа сварки;Местная устойчивость стенки балки проверяется в зависимости от отношения hct/Sпд и напряженного состояния. При 80 стенка устойчива, но нужны промежуточные ребра жесткости. На всем пролете балки устанавливаются парные ребра жесткости, расстояние а корректируется в зависимости от пролета балки, n - количество ребер в соответствии с рисунком 1.При шарнирном опирании сварных балок не нижележащие конструкции передачу опорной реакции осуществляют через парные опорные ребра, приваренные к нижнему поясу балки, к стенке (двумя вертикальными швами) и к верхнему поясу - рисунок 4. Размеры опорного ребра определяем из расчета на смятие их торцов. Наименьшая ширина опорного ребра принимается bоп.р = 180…200 мм После определения размеров ребра определяем катет сварного шва Kf, см из условия прочности сварных швов. В сварных балках вся опорная реакция передается на ребро через вертикальные угловые швы.Расчет стыков балок производится в соответствии с рисунком 6. Стык растянутого пояса устраивают прямым, если напряжение в поясе не превышает расчетное сопротивление сварного соединения растяжения. Стык каждого элемента балки рассчитываются на усилие (момент), воспринимаемое этим элементом. Определяем изгибающий момент, приходящийся на стенку Мст, КН.см (37) где МР - изгибающий момент, действующий в данном сечении (в месте расположения стыка), КН.см; металл сталь сварный балкаОпределяем массу балки G, кгВыбираем и обосновываем способ сварки для изготовления балки, исходя из обеспечения высокой производительности и качества изготовления.Исходя из выбранного способа сварки, необходимо выбрать и обосновать параметры режима: - для сварки поясных швов; Критерием оптимального выбора режимов служит максимальная производительность процесса сварки при условии получения требуемых геометрических размеров поперечного сечения шва, регламентированных ГОСТ 14771-71, ГОСТ 5264-80 и достаточно низких потерь металла на угар и разбрызгивание. Расчет режимов сварки производится для конкретного случая. Для угловых швов расчет режимов сварки имеет следующий вид.

Содержание

Общие положения, состав и содержание курсового проекта

Введение

1. Конструкторский раздел

1.1 Описание конструкции балки

1.2 Выбор и обоснование металла сварной конструкции

1.3 Расчет и конструирование балки

1.4 Подбор сечения сварной балки

1.5 Проверка прочности и жесткости скомпонованного сечения балки

1.6 Расчет сварных швов, соединяющих пояса со стенкой

1.7 Проверка местной устойчивости стенок балки

1.8 Расчет опорных частей балок

1.9 Расчет стыков балок

1.10 Расчет массы балки

2. Технологический раздел

2.1 Выбор способа сварки и методов контроля качества сварных соединений

2.2 Выбор режимов сварки и сварочного оборудования

Список литературы

Приложение