Выбор и обоснование металла сварной конструкции

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

По выполнению

Курсового проекта

Спроектировать консольную балку с профилем поперечного сечения состоящего из уголков

 

 

Разработал преподаватель ____________А.М.Марченко

 

 

 

 

СОГЛАСОВАНО цикловой комиссией протокол № __ от «__»_________20__г.

Председатель ЦК ______ Е.Л. Ячменева

 

Содержание

Введение

Конструкторский раздел

1.1 Описание сварной конструкции

1.2 Выбор и обоснование металла сварной конструкции

1.3 Расчет и конструирование балки

1.4. Определение коэффициента запаса прочности (проверочный расчет элементов сварной конструкции)

1.5. Расчет сварных швов

Технологический раздел

2.1. Определение режимов сварки и расчет расхода сварочных материалов

2.2. Выбор сварочного оборудования, технологической оснастки, инструмента

2.3. Методы борьбы со сварочными деформациями

2.4. Выбор методов контроля качества.

2.5.Техника безопасности, противопожарные мероприятия и охрана окружающей среды.

Графическая часть проекта

3.1. Чертеж сварной конструкции 1 лист формата А1

Список использованных источников

 

Общие положения, состав и содержание курсового проекта

Курсовой проект является завершающей частью дисциплины «Проектирование сварных конструкций».

Тема курсового проекта – «Спроектировать консольную балку с профилем поперечного сечения состоящего из уголков.»

Целью курсового проекта является самостоятельная работа учащихся, позволяющая систематизировать, обобщить и расширить теоретические знания учащихся по специальным и общетехническим дисциплинам с использованием технической, сварочной литературы и ГОСТов.

Задачами курсового проекта являются:

· подбор сечения элементов конструкции по условиям прочности и жесткости;

· расчет сварных швов;

Исходными данными для выполнения курсового проекта являются:

· дина балки;

· нагрузки, действующие на балки;

 

Курсовой проект включает:

· пояснительную записку (объемом 20-25 листов) с приложениями;

· графическую часть чертеж спроектированной сварной конструкции (не менее 1 листа формата А1).

 

Введение

Во введении кратко изложите данные о развитии сварки и применении сварных конструкций в Республике Беларусь и за рубежом.

Какие виды сварки распространены в современной промышленности.

Конструкторский раздел

Описание конструкции балки

Подробно опишите части, из которых состоит сварная конструкция.

Поясните понятие «сварная конструкция», опишите ее преимущества перед другими видами конструкций.

 

Выбор и обоснование металла сварной конструкции

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;

- гарантированное условие хорошей свариваемости при минимальном разупрочнении и снижении пластичности в зонах сварных соединений;

- обеспечение надежности эксплуатации конструкции при заданных нагрузках, агрессивных средах и переменных температурах.

- предоставить в курсовом проекте примеры марок сталей относящихся к группе стали выбранной для проектирования сварной конструкции.

Обосновав выбор марки стали, необходимо указать химический состав и механические свойства стали в форме таблицы 1.2.2 и таблицы 1.2.2 соответственно

 

Таблица 1.2.1 Химический состав стали

.

Марка стали	ГОСТ	Содержание элементов, %
		C	Mn	Si	Cr

 

Таблица1.2.2. Механические свойства стали

 

Марка стали	ГОСТ	Временное сопротивле-ние разрыву, [σв ] МПа	Предел текуче-сти,σ0,2 МПа	Относи-тельное удлине-ние, %	Ударная вязкость, мДж/м2

Расчет сварных швов

1.5.1. Определить вид сварного соединения в соответствии с ГОСТ 14771-76

В связи с тем что стыковые швы не нагружены растягивающим усилием производим расчет угловых швов приварки рассчитанного профиля к пластине.

 

Строим схему нагрузки швов

 

L лоб F_А ^р

M ^р_А

L _ФЛ

 

 

Определяем длину лобовых и фланговых швов

 

L лоб. ш. в см.

L _{ФЛ Ш.} в см.

 

К_ш = 6* М_max * L лоб. ш +2* F_max * L² _{ФЛ Ш.}

1,4* L² _{ФЛ Ш.} * L лоб. ш*[ _СР ] (1.5.1.1.)

 

где К_ш –катет шва, в см

[ _СР ]- допустимое напряжение в шве на срез [ _СР ] = 0,65 * σ_В

 

Катет шва выбираем в соответствии с рекомендациями таблицы 1.5.1

 

 

Таблица 1.5.1.1. Минимальные катеты угловых сварных швов

 

Вид соединения	Предел текучести стали	Толщина более толстого из свариваемых элементов, мм
4-5	6-10	11-16	17-22	23-32	33-40	41-80
Тавровое соединение с двусторонними угловыми швами, выполненное ручной сваркой, Нахлесточное и угловое, выполненое ручной сваркой	<430 (4400)
430-530 (4400-5400)
То-же выполненое автоматической и полуавтоматической сваркой	<430 (4400)
	430-530 (4400-5400)
Тавровое соединение с односторонними угловыми швами, выполненное ручной сваркой.	<380 (3900)
То-же выполненое автоматической и полуавтоматической сваркой	<380 (3900)

 

Так-как на швы действует изгибающий момент и сила уравнение прочности шва

= + < [ _СР ], (1.5.1.2.)

где

W= –момент сопротивления поперечного сечения шва, см² (1.5.1.3.)

А= 2* К_ш * L лоб. ш. – площадь поперечного сечения шва, см² (1.5.1.4.)

.- максимальный нормативный изгибающий момент кН^.м (максимальный нормативный изгибающий момент кН^. м из эпюры моментов)

Fmax – максимальная сила (из эпюры сил в кН)

L _{ФЛ Ш} длина фланговых швов в см

L лоб. ш длина лобовых швов в см

К_ш –катет шва, в см

[ _СР ]- допустимое напряжение в шве на срез [ _СР ] = 0,65 * σ_В

 

1.5.2. Определить вид сварного соединения и рассчитать площадь поперечного сечения сварного шва(вид сварного соединения определяется по ГОСТам 14771-76, 5264-80, 8713-79, площадь поперечного сечения сварного шва рассчитывается по таблицам.

 

Полученные данные занести в таблицу 1.5.2

Таблица 1.5.2. Конструктивные элементы сварного шва

 

№ п/п	Условное обозначение сварного соединения	Конструктивные элементы сварного шва мм	Площадь поперечного сечения сварного шва мм2 Fш
подготовленных кромок свариваемых деталей мм	шва сварного соединения мм

 

Определить количество проходов сварки шва.

 

n = +1, (1.5.2.1.)

где

F_ш –общая площадь поперечного сечения шва, мм²

F1- площадь поперечного сечения шва первого прохода, мм²

F2- площадь поперечного сечения шва второго и последующих проходов, мм²

 

Таблица 1.5.3. Площадь поперечного сечения шва для расчета количества проходов сварки

 

№ позиции	Свариваемый материал	Толщина металла, мм, до
Площадь поперечного сечения, мм2 , до
первого прохода	второго и последующих проходов
	Углеродистая и низколегированные стали
	Высоколегированные и легированные стали

 

 

Технологический раздел

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

По выполнению

Курсового проекта

Спроектировать консольную балку с профилем поперечного сечения состоящего из уголков

 

 

Разработал преподаватель ____________А.М.Марченко

 

 

 

 

СОГЛАСОВАНО цикловой комиссией протокол № __ от «__»_________20__г.

Председатель ЦК ______ Е.Л. Ячменева

 

Содержание

Введение

Конструкторский раздел

1.1 Описание сварной конструкции

1.2 Выбор и обоснование металла сварной конструкции

1.3 Расчет и конструирование балки

1.4. Определение коэффициента запаса прочности (проверочный расчет элементов сварной конструкции)

1.5. Расчет сварных швов

Технологический раздел

2.1. Определение режимов сварки и расчет расхода сварочных материалов

2.2. Выбор сварочного оборудования, технологической оснастки, инструмента

2.3. Методы борьбы со сварочными деформациями

2.4. Выбор методов контроля качества.

2.5.Техника безопасности, противопожарные мероприятия и охрана окружающей среды.

Графическая часть проекта

3.1. Чертеж сварной конструкции 1 лист формата А1

Список использованных источников

 

Общие положения, состав и содержание курсового проекта

Курсовой проект является завершающей частью дисциплины «Проектирование сварных конструкций».

Тема курсового проекта – «Спроектировать консольную балку с профилем поперечного сечения состоящего из уголков.»

Целью курсового проекта является самостоятельная работа учащихся, позволяющая систематизировать, обобщить и расширить теоретические знания учащихся по специальным и общетехническим дисциплинам с использованием технической, сварочной литературы и ГОСТов.

Задачами курсового проекта являются:

· подбор сечения элементов конструкции по условиям прочности и жесткости;

· расчет сварных швов;

Исходными данными для выполнения курсового проекта являются:

· дина балки;

· нагрузки, действующие на балки;

 

Курсовой проект включает:

· пояснительную записку (объемом 20-25 листов) с приложениями;

· графическую часть чертеж спроектированной сварной конструкции (не менее 1 листа формата А1).

 

Введение

Во введении кратко изложите данные о развитии сварки и применении сварных конструкций в Республике Беларусь и за рубежом.

Какие виды сварки распространены в современной промышленности.

Конструкторский раздел

Описание конструкции балки

Подробно опишите части, из которых состоит сварная конструкция.

Поясните понятие «сварная конструкция», опишите ее преимущества перед другими видами конструкций.

 

Выбор и обоснование металла сварной конструкции

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;

- гарантированное условие хорошей свариваемости при минимальном разупрочнении и снижении пластичности в зонах сварных соединений;

- обеспечение надежности эксплуатации конструкции при заданных нагрузках, агрессивных средах и переменных температурах.

- предоставить в курсовом проекте примеры марок сталей относящихся к группе стали выбранной для проектирования сварной конструкции.

Обосновав выбор марки стали, необходимо указать химический состав и механические свойства стали в форме таблицы 1.2.2 и таблицы 1.2.2 соответственно

 

Таблица 1.2.1 Химический состав стали

.

Марка стали	ГОСТ	Содержание элементов, %
		C	Mn	Si	Cr

 

Таблица1.2.2. Механические свойства стали

 

Марка стали	ГОСТ	Временное сопротивле-ние разрыву, [σв ] МПа	Предел текуче-сти,σ0,2 МПа	Относи-тельное удлине-ние, %	Ударная вязкость, мДж/м2