1. Obliczenia połączenia spawanego

Obliczenia dotyczyć będą połączenia spawanego dwóch kształtowników o profilu zamkniętym

Masy poszczególnych elementów (z dokładnością + 10 %)

m₁ = 0,04 [kg]

m₂ = 1,165 [kg]

przyjmuję współczynnik wyrównawczy  = 1.25

Siły ciężkości:

G₁ = 0,04 ⋅ 9,81 = 0,392 [N]

G₂ = 1,165 ⋅ 9,81 = 11,42 [N]

Przyspieszenia :

a₁ = 1,03 [^m/_s²]

a₂ = 1,06 [^m/_s²]

Siły bezwładności

B₁ = m₁ ⋅ a₁ = 0,0412 [N]

B₂ = m₂ ⋅ a₂ = 1,2349 [N]

Siły odśrodkowe:

v₁ = a₁t = 2,06 [^m/_s]

v₂ = a₂t = 2,12 [^m/_s] dla t = 2 [s]

Siły odśrodkowe poszczególnych punktów

O₁ = m₁ (v₁² / l₁ ) = 3,76 [N]

O₂ = m₂ ((v₂² * l₃)/ l₁₊ l₂) = 1,84 [N]

Siły i momenty w złączu spawanym:

R_x = O₁ + O₂ = 5,6 [N]

R_y = B₁ B₂ = - 1,275 [N]

R_z = -G₁ - G₂ = - 11,827 [N]

M_x = B₁l₁₊ B₂l₂ = 0,0112 [Nm]

M_y = O₁l₁ + O₂l₂ = 0,3348 [Nm]

M_z = B₂l₃ = 0,037 [Nm]

Weryfikacja spoiny czołowej

a). Obliczenie wskaźników wytrzymałościowych na zginanie i skręcanie

y

b = 6

X

g = 2 a = 6

B = b + 2 g = 10 [mm]

H = a + 2 g = 10 [mm]

Momenty bezwładności przekroju:

Wskaźniki wytrzymałościowe:

b). Naprężenia w spoinie wywołane siłami i momentami

Dla i spoiny czołowej trzeba określić naprężenia dopuszczalne. Zgodnie z normą PN/B 03200 dla spoiny czołowej s_s = 0.6 w przypadku ścinania oraz s_n = 1 dla naprężeń normalnych. Naprężenia muszą spełniać następujące warunki:

Pole przekroju spoiny:

P = BH - ab= 0,000064 [m²]

Poszczególne naprężenia w złączu spawanym wynoszą:

Weryfikacja najbardziej obciążonego miejsca spoiny

σz

y

x

M_z

σM_y

_{A A}

σM_x

Najbardziej obciążonym punktem spoiny jest punkt A i dla niego przeprowadzone zostaną dalsze obliczenia

Zatem styczne naprężenie wypadkowe przyjmie postać:

Zgodnie z normą PN/B-03200 wypadkowe naprężenie normalne musi spełniać następujący warunek:

Ponieważ σ_W = σ_A

σ_ = 7,31 [Mpa] < σ_W = 236.5 [Mpa]

Przedstawione sprawdzenie warunku w sposób jednoznaczny wykazuje, że warunek został spełniony.

Dobrane złącze czołowe o grubości 3 mm jest wystarczające

---