scan 8 (5)

3. POŁĄCZENI A SPAWA IM t:

f Oprócz wyznaczonych naprężeń tnących spoina, wskutek miejscowego nacisku wywołanego siłą P, jest ściskana tak, jak to przedstawiono na rys. 3.16.

•c

RYSUNEK 3.16. Ściskana objętość spoiny w połączeniu pasa ze środnikiem

Przyjmuje się, że ściskaną objętość spoiny stanowi stożek o kącie rozwarcia 2a = 90°. Przy założeniu, że siła rozłożona jest na powierzchni koła o średnicy c = 20 mm na górnym pasie, długość odcinka spoiny podlegająca ściskaniu wynosi l_c = c + 2g = 20 + 2 • 8 = = 36 mm. Naprężenia ściskające w spoinie, rozłożone na przekroju £ — £, o kierunku równoległym do kierunku działania siły P, osiągną wartość

Wyznaczone naprężenia można rozłożyć na składowe: naprężenia a_a normalne do przekroju £ — £ i naprężenia r_a styczne do tego przekroju:

a_a = a_ccosa = 55,56 cos 45° = 39,28 MPa T_a = o_csina = 55,56sin 45° = 39,28 MPa

Wyliczone wcześniej naprężenia r_t mają kierunek równoległy do długości spoiny. Zatem otrzymany rozkład naprężeń ściśle odpowiada rozkładowi z rysunku 3.3. Do sprawdzenia wytrzymałości spoiny zastosujemy więc warunek (3.3)

Dla zastosowanej stali k = 161 MPa, k = 0,7, więc

a_z = 0,7y/39,28² + 3 • (39,28² + 33,08²) = = 58,06 MPa < Jb = 161 MPa

Z tego wynika, że spawana belka dwuteowa ma znaczny zapas wytrzymałości.

PRZYKŁAD 3.7. Sprawdzić wytrzymałość spawanej korby, napędzającej kołowrót, przedstawionej na rys. 3.17. Elementy składające się na kołowrót są wykonane ze stali S185. Połączenia wykonano spoinami czołowymi J. Wymiary korby są następujące: di_w = 18,6 mm, di_z = 25 mm, — 20 mm, g = 10 mm, R = 300 mm, l — 140 mm, Ti = 16 mm. Korba jest napędzana siłą P = 0,1 kN.

.-»'K

RYSUNEK 3.17. Spawana korba korbowodu

Spoina 1 jest ścinana siłą P, zginana momentem M_g = —~-oraz skręcana momentem M_s — PI. Przekrój jej jest w przybliżeniu polem prostokąta o wymiarach h x g (rys. 3.18)

F_spi = hg = 16 • 10 = 160 mm²

Osiowy moment bezwładności względem osi x oraz wskaźnik wytrzymałości na zginanie przekroju wynoszą odpowiednio:

gh³ _ 10 • 16³ 12 “ 12 gh² _ 10 • 16²

6 ~ e

Jxl — W_x i =

= 3413,3 mm⁴

= 426,7 mm³

Naprężenia gnące oraz tnące w spoinie 1 są równe:

&g\

T_t 1

Fen 1

W_x

100

160

100-4?

W = ²-^34MPa

= 0,63 MPa