Giáo trình hàn tàu, chương số 5

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

133
lượt xem 59
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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. Căn cứ theo kết cấu để định kích thước mối hàn rồi nghiệm lại theo ứng suất. Trong tính tính toán sức bền ta giả thiết rằng chất lượng các mối hàn đạt các yêu cầu kỹ thuật. Đ 5.1 ứng suất...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình hàn tàu, chương số 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 tr-êng 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 th-íc 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 l-îng mèi hµn ®¹t c¸c yªu cÇu kü thuËt. Trong tr-êng 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    Ö sè ®-îc x¸c ®Þnh nh- sau: 1  (5.1) (ak  b)  ( ak  b) r Trong ®ã: a vµ b - hÖ sè, lÊy theo b¶ng 2  k - hÖ sè tËp trung øng suÊt, lÊy theo b¶ng 3  r - hÖ sè tÝnh chÊt chu tr×nh  min r=  max  max ,  min - øng suÊt lín nhÊt vµ nhá nhÊt trong chi tiÕt cã kÓ ®Õn dÊu. 66
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 d-íi 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 [  ],k NÐn [  ],n C¾t [  ], - Hµn hå quang tay, dïng que hµn  42 vµ  50 0,9[  ]k [  ]k 0,6[  ]k - Hµn khÝ - Hµn hå quang tù ®éng d-íi líp thuèc, hµn hå quang tay dïng que hµn  42 A [  ]k [  ]k 0,65[  ]k vµ  50 A - Hµn tiÕp xóc gi¸p mèi Hµn tiÕp xóc ®iÓm - - 0,6[  ]k Trong B¶ng 1, [  ]k - øng suÊt kÐo cho phÐp cña kim lo¹i ®-îc hµn khi chÞ t¶i träng tÜnh. B¶ng 2 HÖ sè a vµ b 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 67
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 t-îng 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  t×m ®-îc theo c«ng thøc (1) lín h¬n 1 th× lÊy   §iÒu nµy x¶y ra khi t¶i träng thay ®æi trÞ sè nh-ng kh«ng thay ®æi chiÒu (r   vµ còng chøng tá r»ng trong tr-êng hîp ®ã søc bÒn tÜnh cã t¸c dông quyÕt ®Þnh ®Õn mèi hµn. § 5.2 TÝnh mèi ghÐp hµn 5.2.1. Mèi hµn gi¸p mèi (H×nh 5.1) Tr-êng hîp mèi hµn chÞu kÐo (nÐn) ta cã ®iÒu kiÖn bÒn:  N N  b N   [  ], (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). [  ], - øng suÊt kÐo nÐn cho phÐp cña mèi ghÐp (B¸ng 1) 68
Khi cÇn t¨ng søc bÒn cña mèi ghÐp, cã thÓ dïng mèi N N b hµn xiªn (h×nh 5.2). §iÒu  kiÖn bÒn cña mèi hµn xiªn x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: H×nh 5.2. Mèi hµn xiªn N sin    [  ], (5.3) bs Trong tr-êng hîp mèi hµn chÞu m« men uèn trong mÆt ph¼ng cña tÊm ghÐp ta cã ®iÒu kiÖn bÒn: Mu   [  ], (5.4) W Trong ®ã: Mu - M« men uèn W - M« dun chèng uèn: b2 s W= 6 Tr-êng hîp mèi hµn chÞu kÐo (nÐn) vµ uèn trong mÆt ph¼ng c¸c tÊm ghÐp: N Mu     [  ], (5.5) bs W 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: k (5.6)  Trong ®ã: k- chiÒu réng c¹nh mèi hµn K hÖ sè phô thuéc vµo ph-¬ng ph¸p hµn K s khi hµn tay H×nh 5.3. KÕt cÊu hµn chång khi hµn b¸n tù ®éng khi hµn tù ®éng 69
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: Tr-êng hîp hµn mét mèi (h×nh 5.4-a) N   [], (5.7) b N N N N s s b b H×nh 5.4a. Hµn chång mét mèi H×nh 5.4b. Hµn chång hai mèi Tr-êng hîp hµn hai mèi (h×nh 5.4-b) N   [], (5.8) 2b Trong ®ã: b - chiÒu dµi mèi hµn  - chiÒu cao mèi hµn 2. Khi mèi hµn hai mèi chÞu m« men uèn trong mÆt ph¼ng ghÐp Mu   [], (5.9) W Trong ®ã: W- m« ®un chèng uèn cña tiÕt diÖn nguy hiÓm cña mèi hµn ngang. 2b 2 W= 6 70
3. Khi hµn hai mèi chÞu lùc kÐo (nÐn) vµ m« men uèn trong mÆt ph¼ng ghÐp N Mu     [], (5.10) 2b W DÊu céng dïng cho mèi ghÐp chÞu kÐo, dÊu trõ dïng cho mèi ghÐp chÞu nÐn. 5.2.2.2 Mèi hµn xiªn Ph-¬ng cña mèi hµn t¹o víi ph-¬ng cña lùc mét gãc (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    [], (5.11) l N N N N L  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   [], (5.12) 2l r-êng 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 e1vµ e2 (H×nh 5.7) l1 e1 N N l2 e2 71
H×nh 5.7. KÕt cÊu hµn chång d¹ng tiÕt diÖn kh«ng ®èi xøng e2 e  = N 2 l1  l 2 b e1 e  = N 1 l1  l 2 b Trong ®ã: e1 vµ e2 - kho¶ng c¸ch tõ ®-êng trôc cña thanh ®Õn mèi hµn b - chiÒu réng cña thanh C¸c mèi hµn 1 vµ 2 ®-îc tÝnh theo t¶i träng N1 vµ N2 t-¬ng øng, do ®ã mèi quan hÖ gi÷a e1 vµ e2 cña mèi hµn 1vµ 2 nh- sau: e1 l 2  e 2 l1 (5.13) §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   [], (5.14)  (l1  l 2 ) Khi mèi hµn chÞu m« men trong mÆt ph¼ng ghÐp (H×nh 5.8) Tr-êng 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: 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   [], (5.15) Wo Trong ®ã Wo - m« men chèng xo¾n cña mèi hµn t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm. 72
NÕu b  l (H×nh 5.8b) cã thÓ x¸c ®Þnh øng suÊt lín nhÊt trong mèi hµn theo c«ng thøc: Mu   [], (5.16) Wu Trong ®ã Wu - m« men chèng uèn cña mèi hµn t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm. Wu= l b Khi mèi hµn chÞu lùc vµ m« men uèn trong mÆt ph¼ng ghÐp (H×nh 5.9) N Mu    [], (5.17) 2L Wu N l b M H×nh 5.9. KÕt cÊu hµn chång chÞu c¶ lùc vµ m« men trong mÆt ph¼ng ghÐp 5.2.2.4 Mèi hµn hçn hîp 1 Khi mèi hµn chÞu kÐo (nÐn) däc theo tÊm ghÐp (H×nh 5.10a) N   [], (5.18) L Trong ®ã: L = 2ld + ln N ld - chiÒu dµi mèi hµn däc ln b ln - chiÒu dµi mèi hµn ngang ld 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   [], (19) l 2 l d l n  n 6 73
Trong thiÕt kÕ tiÖn lîi nhÊt lµ chän b kÝch th-íc mèi hµn ngang ln vµ kÝch ln th-íc c¹nh mèi hµn K råi theo c«ng M thøc (5.19) tÝnh chiÒu dµi mèi hµn däc ld 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) N M    [], (5.20) L l 2 l d l n  n 6 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 74
N b M H×nh 5.12. Mèi hµn chÞu lùc kÐo vµ m« men uèn. 5.2.3.1 Tr-êng hîp hµn kiÓu ch÷ K: N Mu    [  ], (5.21) bs W b2 s Trong ®ã: W= 6 5.2.3.2 Tr-êng hîp hµn hai bªn: N M   u  [  ], (5.22) 2b 2W b2  Trong ®ã: W= 6 75