Uploaded by Đạt Vương Nguyên

Calculation stress welding

advertisement
Ch.
6

Tính toán ứng suất trong liên kết hàn - I
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
VVP
Trang
1
V.1. Các loại ứng suất trong mối hàn

Ứng suất pháp
VVP
Ứng suất pháp dọc trục đường hàn
σII
σII - ứng suất pháp, phát sinh trong mối
hàn khi liên kết hàn chịu kéo (nén) dọc
trục đường hàn.
- Thường không tính đến khi phân tích
liên kết chịu lực dọc trục đường hàn.
Ứng suất pháp vuông góc với đường hàn
Nhân tố ứng suất quan trọng nhất khi
phân tích khả năng làm việc của liên kết
hàn giáp mối.
σ⊥
(K52 - Cơ khí - 2010)
Thường được đề cập đến trong liên kết
hàn góc (chữ T) chịu kéo hoặc chịu uốn.
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
2
V.1. Các loại ứng suất trong mối hàn

Ứng suất tiếp
VVP
Ứng suất tiếp dọc trục đường hàn
τII
Nhân tố ứng suất quan trọng nhất khi
phân tích khả năng làm việc của liên kết
hàn góc (chữ T).
Ứng suất tiếp vuông góc với trục đường hàn
τ⊥
(K52 - Cơ khí - 2010)
Thường xuất hiện trong kết cấu thép.
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
3
V.2. Kích thước tính toán
liên kết hàn giáp mối
V.2.1. Kích thước tính toán khi hàn ngấu hết chiều dày liên kết.

VVP
Lấy bằng chiều dày của vật hàn đối với liên kết hàn giáp mối.
Khi hai chi tiết hàn giáp mối có chiều dày khác nhau, lấy bằng chiều dày
của chi tiết mỏng hơn.
Đối với liên kết chịu tải trọng động và chênh lệch chiều dày vượt quá 3mm
thì phải có biện pháp xử lý đặc biệt trước khi hàn.
DIN 18000-1 (với chênh lệch chiều dày không quá 10mm)
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
4
V.2. Kích thước tính toán
liên kết hàn giáp mối
V.2.1. Kích thước tính toán khi hàn ngấu hết chiều dày liên kết.

VVP
Chiều dài đường hàn được lấy bằng chính chiều dài đoạn hàn hoặc bề
rộng của chi tiết.
Trong trường hợp có xử dụng tấm công nghệ thì chiều dài đường hàn chỉ
được lấy bằng bề rộng của chi tiết (tấm) hàn.
(chiều dài đường hàn)
(Tấm công nghệ)
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
5
V.2. Kích thước tính toán
liên kết hàn giáp mối

V.2.2. Kích thước tính toán khi hàn không ngấu hết chiều dày liên
kết.
VVP
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
6
V.3. Kích thước tính toán
liên kết hàn góc

Chiều dày tính toán của mối hàn góc (a)
Mặt lồi
Mặt phẳng
VVP
Mặt lõm
Chú ý:
Trong trường hợp mặt cắt ngang là tam
giác không cân 
Lấy b : h = 2 : 1
Lấy z1 : z2 = 2 : 1
(nếu dùng kích thước chân mối hàn)
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
7
V.3. Kích thước tính toán
liên kết hàn góc

Kích thước tính toán mối hàn góc tối thiểu.(min a)
VVP
Khi thiết kế kết cấu hàn, kích thước cạnh mối hàn góc không được nhỏ
hơn giá trị quy định trong tiêu chuẩn.
 DIN 18 800-1
 DIN 6700
 Ril 804
- Kết cấu thép
- Xây dựng và đường sắt
- Cầu đường sắt
min a = 2,0 mm
min a = 3,0 mm
min a = 3,5 mm
Ngoài ra, căn cứ theo các các lý do liên quan đến công nghệ hàn, có thể áp
dụng công thức sau:
Áp dụng được cho tấm thép có chiều dày tối đa 30mm
Kích thước tính toán mối hàn góc tối đa.(max a)
Không vượt quá 0,7 lần chiều dày tấm có chiều dày nhỏ hơn.
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
8
V.4. Các công thức
xác định ứng suất trong liên kết hàn

Xác định từng thành phần ứng suất
tương ứng với tải trọng.
VVP
Diện tích mặt cắt danh nghĩa
Ứng suất do lực dọc hoặc lực ngang
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
9
V.4. Các công thức
xác định ứng suất trong liên kết hàn

Xác định từng thành phần ứng suất
tương ứng với tải trọng.
VVP
Ứng suất do Mômen uốn My
Công thức dùng để tính mômen quán
tính bậc II (Iw,y) của mối hàn góc.
af = cạnh mối hàn tại cánh dầm.
aw = cạnh mối hàn tại bụng dầm
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
10
V.4. Các công thức
xác định ứng suất trong liên kết hàn

Xác định từng thành phần ứng suất
tương ứng với tải trọng.
VVP
Ứng suất do lực cắt Vz
Trường hợp đường hàn
không liên tục:
(K52 - Cơ khí - 2010)
Iy = Mômen quán tính bậc II của tổng diện tích
mặt cắt ngang mối hàn.
[cm4]
Sy = Mômen quán tính tĩnh (bậc I) (Af . z)
[cm3]
Af = Diện tích mặt cắt ngang của cánh dầm
[cm2]
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
11
V.4. Các công thức
xác định ứng suất trong liên kết hàn

Tổ hợp ứng suất.
VVP
Thành phần ứng suất do nhiều loại tải trọng gây ra được xác định theo
nguyên lý cộng tác dụng.
 Ứng suất pháp σ⊥ do lực dọc trục và mômen uốn.
 Ứng suất tiếp τ⊥ hoặc τII do lực cắt hoặc mômen xoắn.
Giá trị ứng suất tương đương dùng để đánh giá độ bền của liên kết hàn là
tổ hợp ứng suất thành phần và được tính theo công thức sau:
Ứng suất tương đương
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
12
Bài tập áp dụng
BT-1: Thể hiện các thành phần ứng suất trong liên kết hàn giáp mối ?
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn

VVP
Trang
13
Bài tập áp dụng

BT-2: Thể hiện các thành phần ứng suất trong liên kết hàn góc ?VVP
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
14
Bài tập áp dụng

BT- 3: Xác định ứng suất tương đương σw,v với các thành phần sau
?
VVP
Lời giải sử dụng phương pháp dựng hình:
Lời giải giải tích:
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
15
Bài tập áp dụng

BT- 4: Liên kết bản mã đỡ trục.
VVP
Thông số đầu vào:
- Giá trị lực F = 30,0 kN.
- Vật liệu : Thép S235
- Mối hàn chữ T hai phía.
- Cạnh mối hàn: a = 5 mm
Yêu cầu: Xác định ứng suất
trong mối hàn khi:
a) α = 0o,
b) α = 45o,
c) α = 90o,
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
16
Bài tập áp dụng
BT- 4: Liên kết bản mã đỡ trục.
Lời giải

VVP
a) Khi α = 0o
- Nội lực:
- Thuộc tính của tiết diện chịu lực:
- Ứng suất trong mối hàn:
- Ứng suất tương đương:
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
17
Bài tập áp dụng
BT- 4: Liên kết bản mã đỡ trục.
Lời giải

VVP
b) Khi α = 45o
- Nội lực:
- Thuộc tính của tiết diện chịu lực:
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
18
Bài tập áp dụng
BT- 4: Liên kết bản mã đỡ trục.
Lời giải

VVP
b) Khi α = 45o
- Ứng suất trong mối hàn:
Do lực kéo:
Do mômen uốn:
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
19
Bài tập áp dụng
BT- 4: Liên kết bản mã đỡ trục.
Lời giải

VVP
b) Khi α = 45o
- Ứng suất trong mối hàn:
Do lực cắt:
- Ứng suất pháp tổng:
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
20
Bài tập áp dụng
BT- 4: Liên kết bản mã đỡ trục.
Lời giải

VVP
b) Khi α = 45o
- Ứng suất tương đương trong mối hàn:
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
21
Bài tập áp dụng
BT- 4: Liên kết bản mã đỡ trục.
Lời giải

VVP
c) Khi α = 90o
- Nội lực:
- Thuộc tính của tiết diện chịu lực:
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
22
Bài tập áp dụng
BT- 4: Liên kết bản mã đỡ trục.
Lời giải

VVP
c) Khi α = 90o
- Ứng suất trong mối hàn:
Do mômen uốn:
Do lực cắt:
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
23
Bài tập áp dụng
BT- 4: Liên kết bản mã đỡ trục.
Lời giải

VVP
c) Khi α = 90o
- Ứng suất tương đương trong mối hàn:
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
24
Bài tập áp dụng
BT- 5: Liên kết gối đỡ dầm Côngxon.

VVP
Thông số đầu vào:
- Giá trị lực F = 350 kN.
- Vật liệu : Thép S235
- af = 10 mm; aw = 6 mm
Yêu cầu: Xác định ứng
suất trong mối hàn
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
25
Bài tập áp dụng

BT- 5: Liên kết gối đỡ dầm Côngxon.
VVP
Lời giải:
- Nội lực:
- Thuộc tính của tiết diện chịu lực:
- Ghi chú:
St  mối hàn tại bụng dầm
Fl  mối hàn tại cánh dầm
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
26
Bài tập áp dụng
BT- 5: Liên kết gối đỡ dầm Côngxon.
Lời giải:

VVP
- Ứng suất trong mối hàn:
Do mômen uốn:
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
27
Bài tập áp dụng
BT- 5: Liên kết gối đỡ dầm Côngxon.
Lời giải:

VVP
- Ứng suất trong mối hàn:
Do lực cắt:
- Ứng suất tương đương trong mối hàn:
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
28
Bài tập áp dụng

BT- 6: Dầm hàn chữ I.
VVP
Thông số đầu vào:
- hai lực phân bố (q & g).
- Vật liệu : Thép S235
- a = 6 mm
Yêu cầu: Xác định ứng
suất trong mối hàn
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
29
Bài tập áp dụng
BT- 6: Dầm hàn chữ I.
Lời giải:

VVP
- Nội lực:
- Thuộc tính của tiết diện chịu lực:
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
30
Bài tập áp dụng
BT- 6: Dầm hàn chữ I.
Lời giải:

VVP
- Ứng suất trong mối hàn:
- Ứng suất tương đương
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
31
Homework

VVP
Exe – 1:
Yêu cầu:
1. Xác định các ứng suất thành phần của mối hàn?
2. Xác định ứng suất tương đương?
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
32
Homework

VVP
Exe – 2:
Yêu cầu:
1. Xác định các ứng suất thành phần của mối hàn?
2. Xác định ứng suất tương đương?
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
33
Homework

VVP
Exe – 3:
Yêu cầu:
1. Xác định các ứng
suất thành phần
của mối hàn?
2. Xác định ứng suất
tương đương?
(K52 - Cơ khí - 2010)
Chương 6 – Tính toán ứng suất cho liên kết hàn
Trang
34
Download