Giáo trình Hàn tàu - Chương 5

Chia sẻ: Phan Minh Thuat | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

143
lượt xem 41
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tùy theo hình dạng kết cấu ta có các kiểu mối hàn: - Mối hàn giáp mối. - Mối hàn chồng. - Mối hàn góc. Các mối hàn có thể tính theo hai trường hợp sau đây: Căn cứ theo tải trọng tác dụng lên mối hàn để tìm chiều dài mối hàn cần thiết, từ đó thiết kế kết cấu hàn. Khi thiết kế phải xuất phát từ điều kiện sức bền đều giữa mối hàn và các chi tiết được ghép.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Hàn tàu - Chương 5

Ch¬ng 5. Mèi ghÐp hµn Tïy theo h×nh d¹ng kÕt cÊu ta cã c¸c kiÓu mèi hµn: - Mèi hµn gi¸p mèi. - Mèi hµn chång. - Mèi hµn gãc. C¸c mèi hµn cã thÓ tÝnh theo hai trêng hîp sau ®©y: C¨n cø theo t¶i träng t¸c dông lªn mèi hµn ®Ó t×m chiÒu dµi mèi hµn cÇn thiÕt, tõ ®ã thiÕt kÕ kÕt cÊu hµn. Khi thiÕt kÕ ph¶i xuÊt ph¸t tõ ®iÒu kiÖn søc bÒn ®Òu gi÷a mèi hµn vµ c¸c chi tiÕt ®îc ghÐp. C¨n cø theo kÕt cÊu ®Ó ®Þnh kÝch thíc mèi hµn råi nghiÖm l¹i theo øng suÊt. Trong tÝnh tÝnh to¸n søc bÒn ta gi¶ thiÕt r»ng chÊt l îng c¸c mèi hµn ®¹t c¸c yªu cÇu kü thuËt. § 5.1 øng suÊt cho phÐp C¸c mèi ghÐp hµn ® îc tÝnh theo øng suÊt cho phÐp. TrÞ sè c¸c øng suÊt cho phÐp cña mèi hµn chÞu t¶i träng tÜnh cho trong B¶ng 1. Chó ý c¸c sè liÖu cho trong b¶ng nµy chØ dïng cho c¸c chi tiÕt lµm b»ng thÐp Ýt vµ võa c¸c bon hoÆc thÐp Ýt hîp kim vµ trong tr êng hîp chÊt lîng mèi hµn ®¹t c¸c yªu cÇu kü thuËt. Trong trêng hîp kÕt cÊu chÞu t¶i träng thay ®æi, c¸c trÞ sè øng cho phÐp lÊy trong B¶ng 1 ph¶i nh©n víi hÖ sè gi¶m øng cho phÐp γ  1. ΗÖ sè γ ®îc x¸c ®Þnh nh sau: 1 γ= (ak ± b) − (ak b)r (5.1) Trong ®ã: a vµ b - hÖ sè, lÊy theo b¶ng 2 66
k - hÖ sè tËp trung øng suÊt, lÊy theo b¶ng 3 r - hÖ sè tÝnh chÊt chu tr×nh σ min r= σ max σ max , σ min - øng suÊt lín nhÊt vµ nhá nhÊt trong chi tiÕt cã kÓ ®Õn dÊu. Trong c«ng thøc (1) c¸c dÊu ë phÝa trªn cña mÉu sè dïng khi øng suÊt lín nhÊt lµ kÐo, c¸c dÊu phÝa díi dïng khi øng suÊt lín nhÊt lµ nÐn. B ¶ng 1 TrÞ sè øng suÊt cho phÐp cña mèi hµn chÞu t¶i träng tÜnh Ph¬ng ph¸p hµn øng suÊt cho phÐp cña mèi hµn KÐo [ σ ],k NÐn [ σ ],n C¾t [ τ ], - Hµn hå quang tay, dïng que hµn ∈ 42 0,9[ σ ]k [ σ ]k 0,6[ σ ]k vµ ∈ 50 - Hµn khÝ - Hµn hå quang tù ®éng díi líp thuèc, hµn [ σ ]k [ σ ]k 0,65[ σ ]k hå quang tay dïng que hµn ∈ 42 A vµ ∈ 50 A - Hµn tiÕp xóc gi¸p mèi 0,6[ σ ]k Hµn tiÕp xóc ®iÓm - - Trong B¶ng 1, [ σ ]k - øng suÊt kÐo cho phÐp cña kim lo¹i ® îc hµn khi chÞ t¶i träng tÜnh. B¶n g2 HÖ sè a vµ b 67
VËt liÖu a b ThÐp cacbon 0,75 0,3 ThÐp hîp kim thÊp 0,8 0,3 B ¶ng 3 HÖ sè øng suÊt tËp trung k Lo¹i mèi hµn ThÐp cacbon ThÐp hîp kim thÊp Mèi hµn gi¸p mèi, khi hµn tù ®éng 1,0 1,0 Mèi hµn gi¸p mèi, khi hµn tay 1,2 1,4 Mèi hµn gãc, khi hµn tù ®éng 1,7 2,4 Mèi hµn gãc, khi hµn tay 2,3 3,2 Mèi hµn chång 3,4 4,3 CÇn chó ý r»ng ph¬ng ph¸p chÝnh ®Ó chèng l¹i hiÖn tîng mái trong mèi ghÐp hµn lµ c¸c biÖn ph¸p kÕt cÊu nh»m gi¶m øng suÊt tËp trung ë miÖng mèi hµn. NÕu trÞ sè γ t×m ®îc theo c«ng thøc (1) lín h¬n 1 th× lÊy γ = 1 . §iÒu nµy x¶y ra khi t¶i träng thay ®æi trÞ sè nh ng kh«ng thay ®æi chiÒu (r  0) vµ còng chøng tá r»ng trong trêng hîp ®ã søc bÒn tÜnh cã t¸c dông quyÕt ®Þnh ®Õn mèi hµn. § 5.2 TÝnh mèi ghÐp hµn 68
5.2.1. Mèi hµn gi¸p mèi (H×nh 5.1) Trêng hîp mèi hµn chÞu kÐo (nÐn) ta cã ®iÒu kiÖn bÒn: N N b N σ= , ≤ [σ ] (5.2) bs N N s H×nh 5.1. Mèi hµn gi¸p mèi Trong ®ã: b vµ s - chiÒu dµi mèi hµn vµ chiÒu dµy tÊm ghÐp ( khi hµn c¸c tÊm cã chiÒu dµy kh¸c nhau th× s lÊy theo chiÒu dµy nhá). [ σ ], - øng suÊt kÐo nÐn cho phÐp cña mèi ghÐp (B¸ng 1) Khi cÇn t¨ng søc bÒn cña N N mèi ghÐp, cã thÓ dïng b α mèi hµn xiªn (h×nh 5.2). §iÒu kiÖn bÒn cña mèi hµn xiªn x¸c ®Þnh theo H×nh 5.2. Mèi hµn xiªn c«ng thøc: N sin α σ= , ≤ [σ ] (5.3) bs Trong trêng hîp mèi hµn chÞu m« men uèn trong mÆt ph¼ng cña tÊm ghÐp ta cã ®iÒu kiÖn bÒn: σ= Mu [ σ ], ≤ W (5.4) Trong ®ã: Mu - M« men uèn W - M« dun chèng uèn: b2 s W= 6 69
Trêng hîp mèi hµn chÞu kÐo (nÐn) vµ uèn trong mÆt ph¼ng c¸c tÊm ghÐp: σ= N M u [ ], ≤σ ± + bs W (5.5) DÊu céng dïng cho mèi ghÐp chÞu kÐo, dÊu trõ dïng cho mèi ghÐp chÞu nÐn. 5.2.2. Mèi hµn chång (H×nh 5.3) ChiÒu cao mèi hµn chång lÊy nh sau: δ=η k (5.6) δ Trong ®ã: k- chiÒu réng c¹nh mèi hµn K η − hÖ sè phô thuéc vµo ph¬ng ph¸p K s hµn η = 0 , 7 khi hµn tay H×nh 5.3. KÕt cÊu hµn chång η = 0 , 8 khi hµn b¸n tù ®éng η = 1 , 0 khi hµn tù ®éng Tïy theo vÞ trÝ t ¬ng ®èi gi÷a phu¬ng cña mèi hµn vµ ph ¬ng chÞu lùc, cã thÓ chia mèi hµn chång ra c¸c lo¹i sau: 5.2.2.1 Mèi hµn ngang Ph ¬ng cña mèi hµn vu«ng gãc víi ph ¬ng cña lùc. Mèi hµn nµy dïng cho mèi ghÐp kh«ng quan träng. ChiÒu dµi mèi hµn kh«ng h¹n chÕ. 1. Khi mèi hµn chÞu kÐo (nÐn) däc theo tÊm, ®iÒu kiÖn bÒn ® îc x¸c ®Þnh nh sau: Trêng hîp hµn mét mèi (h×nh 5.4-a) 70
N τ= ≤ [τ] , (5.7) δb N N N N s s b b H×nh 5.4a. Hµn chång mét mèi H×nh 5.4b. Hµn chång hai mèi Trêng hîp hµn hai mèi (h×nh 5.4-b) N τ= [τ], ≤ 2δb (5.8) Trong ®ã: b - chiÒu dµi mèi hµn δ - chiÒu cao mèi hµn 2. Khi mèi hµn hai mèi chÞu m« men uèn trong mÆt ph¼ng ghÐp τ= [τ], Mu ≤ W (5.9) Trong ®ã: W- m« ®un chèng uèn cña tiÕt diÖn nguy hiÓm cña mèi hµn ngang. 2δb 2 W= 6 3. Khi hµn hai mèi chÞu lùc kÐo (nÐn) vµ m« men uèn trong mÆt ph¼ng ghÐp N τ= [τ ], Mu ≤ ± + 2δb W (5.10) DÊu céng dïng cho mèi ghÐp chÞu kÐo, dÊu trõ dïng cho mèi ghÐp chÞu nÐn. 71
5.2.2.2 Mèi hµn xiªn Ph¬ng cña mèi hµn t¹o víi ph¬ng cña lùc mét gãc α (h×nh 5. 5). ChiÒu dµi mèi hµn xiªn l kh«ng h¹n chÕ. §iÒu kiÖn bÒn x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: N sin α τ= [τ], ≤ δl (5.11) N N N N L α l 50K H×nh 5.5. KÕt cÊu hµn chång ( xiªn) H×nh 5.5. KÕt cÊu hµn chång ( däc) 5.2.2.3 Mèi hµn däc Ph¬ng cña mèi hµn song song víi ph¬ng cña lùc. V× trong mèi hµn däc øng suÊt ph©n bè kh«ng ®Òu theo chiÒu dµi mèi hµn nªn chiÒu dµi mèi hµn kh«ng lÊy qu¸ 50K. 1. Khi mèi hµn chÞu kÐo (nÐn) däc theo tÊm ghÐp. §iÒu kiÖn bÒn cña mèi hµn khi hµn hai mèi (H×nh 5.6) ® îc tÝnh nh sau: N τ= [τ], ≤ 2δl (5.12) Τ rêng hîp c¸c mèi ghÐp cã tiÕt diÖn kh«ng ®èi xøng, vÝ dô nh thÐp gãc, lùc N ph©n bè cho c¸c mèi hµn tû lÖ nghÞch víi kho¶ng c¸ch e 1vµ e2 (H×nh 5.7) l1 e1 N N e2 l2 H×nh 5.7. KÕt cÊu hµn chång d¹ng tiÕt diÖn kh«ng ®èi xøng 72
e2 = N e2 Ν =Ν 1 l1 + l 2 b e1 e Ν =Ν =N 1 2 l1 + l 2 b 1 2 Trong ®ã: e vµ e - kho¶ng c¸ch tõ ®êng trôc cña thanh ®Õn mèi hµn b - chiÒu réng cña thanh 1 2 C¸c mèi hµn 1 vµ 2 ® îc tÝnh theo t¶i träng N vµ N t¬ng øng, do ®ã mèi 1 2 quan hÖ gi÷a e vµ e cña mèi hµn 1vµ 2 nh sau: e1 l 2 = (5.13) e 2 l1 §iÒu kiÖn (5.13) ®¶m b¶o søc bÒn ®Òu cña hai mèi hµn. øng suÊt sinh ra trong hai mèi hµn sÏ b»ng nhau vµ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: N τ= [τ], ≤ δ (l1 + l 2 ) (5.14) Khi mèi hµn chÞu m« men trong mÆt ph¼ng ghÐp (H×nh 5.8) Trêng hîp nµy øng suÊt ph©n bè kh«ng ®Òu däc theo chiÒu dµi mèi hµn. ChiÒu dµi mèi hµn l cµng lín so víi chiÒu réng tÊm ghÐp b th× øng suÊt ph©n bè cµng kh«ng ®Òu. NÕu l  b (H×nh 5.8a) cã thÓ x¸c ®Þnh øng suÊt lín nhÊt trong mèi hµn theo c«ng thøc: 73
b b M M l l H×nh 5.8a. Mèi hµn cã (l  b) H×nh 5.8b. Mèi hµn cã (b  l) Mu τ= [τ ], ≤ Wo (5.15) Trong ®ã Wo - m« men chèng xo¾n cña mèi hµn t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm. NÕu b  l (H×nh 5.8b) cã thÓ x¸c ®Þnh øng suÊt lín nhÊt trong mèi hµn theo c«ng thøc: Mu τ= [τ], ≤ Wu (5.16) Trong ®ã Wu - m« men chèng uèn cña mèi hµn t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm. Wu= δ l b Khi mèi hµn chÞu lùc vµ m« men uèn trong mÆt ph¼ng ghÐp (H×nh 5.9) Mu N τ= [τ ], ≤ + Wu 2δL (5.17) N b M l H×nh 5.9. KÕt cÊu hµn chång chÞu c¶ lùc vµ m« men trong mÆt ph¼ng ghÐp 74
5.2.2.4 Mèi hµn hçn hîp 1 Khi mèi hµn chÞu kÐo (nÐn) däc theo tÊm ghÐp (H×nh 5.10a) N τ= [τ], ≤ δL (5.18) Trong ®ã: L = 2ld + ln N ln ld - chiÒu dµi mèi hµn däc b l n - chiÒu dµi mèi hµn ld ngang H×nh 5.10a. Mèi hµn chÞu lùc däc 2 Khi mèi hµn chÞu m« men uèn trong mÆt ph¼ng ghÐp (H×nh 5.10b) M τ= [τ], δl n ≤ 2 δl d l n + 6 (19) Trong thiÕt kÕ tiÖn lîi nhÊt lµ chän b kÝch thíc mèi hµn ngang ln vµ ln kÝch thíc c¹nh mèi hµn K råi theo M ld c«ng thøc (5.19) tÝnh chiÒu dµi mèi hµn däc ld. H×nh 5.10b. Mèi hµn chÞu m« men uèn 3 Khi mèi hµn chÞu kÐo (nÐn) vµ m« men uèn trong mÆt ph¼ng ghÐp (H×nh 5.10c) M N τ= + [τ], δl n ≤ 2 δl d l n + δL 6 (5.20) 75
N b ln M ld H×nh 5.10c. Mèi hµn chÞu c¶ lùc däc vµ m« men uèn trong mÆt ph¼ng ghÐp 5.2.3. Mèi hµn gãc Mèi hµn gãc dïng ®Ó ghÐp c¸c thanh cã bÒ mÆt vu«ng gãc víi nhau. Cã hai kiÓu hµn: kiÓu ch÷ K nh mèi hµn gi¸p mèi (H×nh 5.11a) vµ kiÓu hai bªn nh mèi hµn chång (H×nh 5.11b) Mèi hµn chÞu lùc kÐo vµ m« men uèn (H×nh 5.12) S S H×nh 5.11a H×nh 5.11b N b M H×nh 5.12. Mèi hµn chÞu lùc kÐo vµ m« men uèn. 5.2.3.1 Trêng hîp hµn kiÓu ch÷ K: σ= N Mu [ σ ], ≤ + bs W (5.21) b2 s Trong ®ã: W= 6 76
5.2.3.2 Trêng hîp hµn hai bªn: τ= M N , + u ≤ [τ ] (5.22) 2δb 2W b2 δ Trong ®ã: W= 6 77