Bài giảng Công nghệ hàn: Chương 6 Tính toán ứng suất trong liên kết hàn cung cấp cho người đọc những kiến thức như: Thanh chịu xoắn; So sánh giữa hai loại tiết diện; Biện pháp giảm sự thay đổi đột ngột ứng suất tiếp đối với thanh chịu xoắn. Mời các bạn cùng tham khảo!
Ch cu u du o ng th an co ng c om Tính tốn ứng suất liên kết hàn - II VVP (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – Tính tốnhttps://fb.com/tailieudientucntt ứng suất cho liên kết hàn Trang VI Thanh chịu xoắn VI.1 Định nghĩa th co an Là góc xoay tương đối hai mặt cắt ngang cách đoạn l = s = γ.l = r.δ1 ng c om Thanh chịu xoắn mặt cắt ngang xoay góc tác động mơmen xoắn (Mx) Góc xoắn đơn vị δ1: ng Góc xoắn δ: Mx s l r γ G = Mômen xoắn = chiều dài cung trựợt = Chiều dài phân tố = Bán kính = biến dạng trượt (góc trượt) = Module trượt u du o Là góc xoắn tương đối hai mặt cắt cách l δ = δ1.l [rad] VVP cu Mômen xoắn Mx: Do ngoại lực khơng qua tâm (vị trí trung hịa) mặt trượt (S=M) (tâm xoắn) (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – Tính tốnhttps://fb.com/tailieudientucntt ứng suất cho liên kết hàn Trang VI Thanh chịu xoắn VI.2 Mặt cắt ngang tâm xoắn VVP c om Ứng xử mặt cắt ngang chịu xoắn phụ thuộc vào hai thơng số: Vị trí hình học tâm xoắn M, Hình dạng tiết diện, dạng tiết diện khép kín hay mở ng Vị trí tâm xoắn tiết diện có trục đối xứng: ng th an co Tâm xoắn nằm trục đối xứng du o Vị trí tâm xoắn tiết diện đối xứng: cu u Tâm xoắn trùng với trọng tâm tiết diện (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – Tính tốnhttps://fb.com/tailieudientucntt ứng suất cho liên kết hàn Trang VI Thanh chịu xoắn VI.2 Mặt cắt ngang tâm xoắn VVP c om Ứng xử mặt cắt ngang chịu xoắn phụ thuộc vào hai thơng số: Vị trí hình học tâm xoắn M, Hình dạng tiết diện, dạng tiết diện khép kín hay mở ng Vị trí tâm xoắn tiết diện có trục đối xứng: ng th an co Tâm xoắn nằm trục đối xứng du o Vị trí tâm xoắn tiết diện tạo hai hình chữ nhật giao nhau: cu u Tâm xoắn trùng giao tuyến hai đường tâm (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – Tính tốnhttps://fb.com/tailieudientucntt ứng suất cho liên kết hàn Trang VI Thanh chịu xoắn VI.3 Các dạng xoắn .c om Xoắn túy (Sant-Venant): VVP Mặt cắt ngang không bị dạng theo phương pháp tuyến chịu xoắn, Chỉ tồn ứng suất tiếp τ (trượt) ng Xoắn đồng thời với biến dạng dọc trục thanh: co Mặt cắt ngang bị biến dạng theo phương pháp tuyến chịu xoắn cu u du o ng th an Tồn đồng thời ứng suất tiếp (τ ) ứng suất pháp (σ) Biến dạng dọc trục phát sinh phụ thuộc vào hình dạng tiết diện (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – Tính tốnhttps://fb.com/tailieudientucntt ứng suất cho liên kết hàn Trang VI Thanh chịu xoắn Ảnh hưởng hình dạng tiết diện đến biến dạng dọc trục: th an co ng VVP cu u du o ng Tiết diện dạng trụ tròn, Tiết diện ống vng có chiều dày (t) khơng đổi Tiết diện ống chữ nhật với t1/t2 = l1/l2 Tiết diện tạo hai hình chữ nhật .c om Khơng phát sinh biến dạng dọc trục: (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – Tính tốnhttps://fb.com/tailieudientucntt ứng suất cho liên kết hàn Trang VI Thanh chịu xoắn Ảnh hưởng hình dạng tiết diện đến biến dạng dọc trục: VVP cu u du o ng th an co ng c om Phát sinh biến dạng dọc trục: (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – Tính tốnhttps://fb.com/tailieudientucntt ứng suất cho liên kết hàn Trang VI Thanh chịu xoắn Ứng suất biến dạng: VVP c om Khi tính tốn ứng suất biến dạng, phải theo giả thiết sau: co ng • Thanh có tiết diện ngang (K52 - Cơ khí - 2010) th Mơmen ng Tiết diện có phát sinh bd dọc trục du o cu u • Mơmen xoắn tính cho mép ngồi tiết diện • Mơmen xoắn khơng đổi tồn tiết diện - Trịn - = hình chữ nhật - Một số td kín an • Thanh bị xoắn túy hai đầu mút e = độ lệch tâm lực Xoắn + biến dạng dọc trục CuuDuongThanCong.com Tiết diện không phát sinh bd dọc trục Xoắn túy Chương – Tính tốnhttps://fb.com/tailieudientucntt ứng suất cho liên kết hàn Trang VI Thanh chịu xoắn VVP co ng Sử dụng công thức đơn giản sau: c om Ứng suất tiết diện hở: Tiết diện chữ nhật du o ng th • RT = mơmen qn tính độc cực mặt cắt ngang • WT = mônmen chống xoắn • α & β phụ thuộc vào (l/t) (l/t > 15 α = β = 0,33 ) an Trong đó, RT WT phụ thuộc vào hình dạng tiết diện cụ thể (CT- Weber) cu u Tiết diện dạng hai hình chữ nhật giao (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – Tính tốnhttps://fb.com/tailieudientucntt ứng suất cho liên kết hàn Trang VI Thanh chịu xoắn Ứng suất tiết khép kín: c om Sử dụng cơng thức Bredt: VVP Lấy dọc theo chu vi thành co ng l an Trong đó, th cu u du o ng Am = diện tích giới hạn đường tâm thành.(chu vi trung gian) (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – Tính tốnhttps://fb.com/tailieudientucntt ứng suất cho liên kết hàn Trang 10 Ví dụ áp dụng Chiều dài thanh: l = 5,00m; Mômen xoắn Mx = 4,4 kNm Am = (0,3 x 0,6) = 0,18 m2 Ứng suất tiếp A: c om Am co an th Ứng suất tiếp B: [ Mx 4,4 τA = = = 10,185 kN / m 2 Am tb 2.0,18.0,012 a B b Mx c ] du o ng ] A d ng [ Mx 4,4 τA = = = 20,37 kN / m 2 Am t a 2.0,18.0,006 VVP Góc xoắn thanh: cu u M x l M x l du du du du du = +∫ +∫ = +∫ ϑ= ∫ ∫ 4.G A m u 4.G A m a 0,006 b 0,012 c 0,006 d 0,012 0,3 0,3 0,6 4,4.5 0,6 = + + + =? 4.5,2.10 0,18 0,006 0,012 0,012 0,006 (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – Tính tốnhttps://fb.com/tailieudientucntt ứng suất cho liên kết hàn Trang 11 So sánh hai loại tiết diện VVP ng c om So sánh hai loại tiết diện hở tiết diện kín với diện tích: an co Độ cứng chống xoắn cu u du o ng th < (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – Tính tốnhttps://fb.com/tailieudientucntt ứng suất cho liên kết hàn Trang 12 Biện pháp giảm thay đổi đột ngột ứng suất tiếp chịu xoắn VVP cu u du o ng th an co ng c om (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – Tính tốnhttps://fb.com/tailieudientucntt ứng suất cho liên kết hàn Trang 13 Bài tập áp dụng c om Thông số đầu vào: VVP 1) Lực tập trung F = 40kN 3) Mối hàn góc khép kín chu vi 4) Chiều dày tính tốn mối hàn góc: a = 5mm cu u du o ng th an co ng 2) Vật liệu: S325 (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Yêu cầu: 1) Xác định ứng suất tương đương mối hàn số (1) (2).? Chương – Tính tốnhttps://fb.com/tailieudientucntt ứng suất cho liên kết hàn Trang 14 Bài tập áp dụng Lời giải: c om Bước 1: Xác định nội lực ng Nội lực mối hàn (1): VVP du o ng th an co Nội lực mối hàn (2): cu u Bước 2: Xác thuộc tính tiết diện mối hàn Sy,w: mơmen qn tính tĩnh đạt max η=0 (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – Tính tốnhttps://fb.com/tailieudientucntt ứng suất cho liên kết hàn Trang 15 Bài tập áp dụng Lời giải: c om Bước 3: XĐ thành phần ưs th an co ng Ứng suất mối hàn (1): Do lực cắt: VVP cu u du o ng Do lực xoắn: Ứng suất tương đương: (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – Tính tốnhttps://fb.com/tailieudientucntt ứng suất cho liên kết hàn Trang 16 Bài tập áp dụng Lời giải: c om Bước 3: XĐ thành phần ưs Ứng suất mối hàn (2): Do lực cắt: Tương tự mối hàn (1) ng • Do lực xoắn: Tương tự mối hàn (1) co • VVP du o ng th an Do mômen uốn: cu u Ứng suất tương đương: (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – Tính tốnhttps://fb.com/tailieudientucntt ứng suất cho liên kết hàn Trang 17 Ch cu u du o ng th an co ng c om Tính tốn ứng suất liên kết hàn - II VVP (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – Tính tốnhttps://fb.com/tailieudientucntt ứng suất cho liên kết hàn Trang 18 ... đương mối hàn số (1) (2).? Chương – Tính tốnhttps://fb.com/tailieudientucntt ứng suất cho liên kết hàn Trang 14 Bài tập áp dụng Lời giải: c om Bước 1: Xác định nội lực ng Nội lực mối hàn (1):... khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương – Tính tốnhttps://fb.com/tailieudientucntt ứng suất cho liên kết hàn Trang 16 Bài tập áp dụng Lời giải: c om Bước 3: XĐ thành phần ưs Ứng suất mối hàn... dụng công thức Bredt: VVP Lấy dọc theo chu vi thành co ng l an Trong đó, th cu u du o ng Am = diện tích giới hạn đường tâm thành.(chu vi trung gian) (K52 - Cơ khí - 2010) CuuDuongThanCong.com Chương