Расчетно-графическая работа

 

 

Главная

 

Расчет сварных конструкций

 

Задача 1.

Рассчитать на равнопрочность швы сварного соединения косынки с растяжками (рис.1) в виде двух уголков, подобрав при этом номер уголков. На соединение действует сила Q. Нагрузка статическая. Сварка ручная. Данные брать из таблицы 1.

image005

Рис.1. Сварка косынки с растяжками

 

Таблица 1. Исходные данные для задачи 1

Вариант

Q, кН

Электрод

1

60

 

 

Э42

2

70

3

80

4

90

5

100

6

110

 

 

Э34

7

120

8

130

9

140

0

150

 

Задача 2.

Проверить напряжения в сварных швах кронштейна, составленного из двух укосин (рис. 2) сечением b×δ, плиты и швеллерной балки. Нагрузка P приложена на конце кронштейна длиной L. Угол наклона укосин α. Материал конструкции сталь Cт3. Сварка ручная электродом Э42. Данные брать из таблицы 2.

image092

Рис.2. Сварные швы кронштейна

 

Таблица 2. Исходные данные для задачи 2

Вариант

P, кН

L, м

α, рад

b×δ, мм

1

65

1,8

π/4

30х8

2

60

1,7

π/3

25х10

3

55

1,6

π/4

30х6

4

50

1,5

π/5

25х8

5

45

1,4

π/5

30х6

6

40

1,3

π/6

25х6

7

35

1,2

π/3

25х8

8

30

1,1

π/4

25х6

9

25

1,0

π/5

20х8

0

20

0,9

π/6

20х8

 

Задача 3.

Рассчитать сварной шов А барабана (рис.3). Усилие каждой ветви каната Q, окружное усилие на колесе P, диаметр делительной окружности колеса dw, диаметр барабана D, толщина стенки δ. Материал конструкции Ст3. Данные брать из таблицы 3.

image094

Рис.3. Сварные швы барабана

 

Таблица 3. Исходные данные для задачи 3

Вариант

P, Н

dw, мм

δ, мм

D, мм

1

140

1000

30

750

2

130

800

30

600

3

120

900

30

200

4

110

850

25

650

5

100

750

25

600

6

90

650

25

600

7

80

800

25

500

8

75

650

15

500

9

70

600

15

400

0

60

700

15

400

 

Задача 4.

Рассчитать сварное соединение (рис. 4) стойки ручной лебёдки с плитой. Сила натяжения каната Q направлена под углом . Положение каната по длине барабана  принять самым тяжёлым для швов. Толщина стойки δ = 12 мм, расстояние между стойками l = 0,6 м, высота оси барабана H, крайнее положение каната от стойки a = 100 мм. Нагрузка статическая. Материал плиты и стойки сталь Ст3. Сварка ручная. Данные брать из таблицы 4.

image096

Рис.4. Стойки ручной лебедки

 

Таблица 4. Исходные данные для задачи 4

Вариант

Q, кН

H, мм

α, рад

Электрод

1

36

700

π/4

 

 

Э42

2

26

700

π/6

3

37

700

π/9

4

27

600

π/12

5

48

600

π/9

6

28

600

π/4

 

 

Э34

7

39

600

π/6

8

49

500

π/9

9

20

500

π/6

0

50

500

π/4

 

Задача 5.

Проверить прочность швов сварного зубчатого колеса (рис.5), соединяющего диск с ободом и со ступицей. Материал диска сталь Ст3, а ступицы и обода Сталь35. Передаваемая валом мощность N при угловой скорости ω, диаметр делительной окружности dw, толщина швов: δ1 =10 мм, δ2 = 8 мм. Нагрузка постоянная. Сварка ручная электродом Э42. Данные брать из таблицы 5.

image098

Рис.5. Сварное зубчатое колесо

 

Таблица 5. Исходные данные для задачи 5

Вариант

N, кВт

ω, рад/с

dw, мм

D1, мм

d, мм

1

25

π/4

650

580

140

2

28

π/5

670

650

130

3

32

π/3

660

590

150

4

34

π/4

720

650

170

5

36

π/6

710

640

160

6

38

π/7

730

660

150

7

40

π/8

750

690

140

8

42

π/9

680

610

140

9

44

π/8

650

680

160

0

46

π/6

760

630

180

 

Задача 6.

Определить допускаемую силу Q, которая может быть приложена, исходя из прочности сварных швов, на конце клеммового рычага (рис. 6). Размер рычага у места сварки a. Толщина шва K. Материал рычага сталь Ст3. Сварка ручная, нагрузка статическая. Данные брать из таблицы 6.

image100

Рис.6. Клеммовый рычаг

 

Таблица 6. Исходные данные для задачи 6

Вариант

a, мм

L, мм

K, мм

1

35

500

5

2

45

650

5

3

55

800

6

4

60

700

6

5

70

700

7

6

80

850

7

7

90

800

8

8

90

900

8

9

100

950

10

0

100

1000

10

 

Задача 7.

Рассчитать сварные швы хомута с двутавровой балкой (рис. 7) и подобрать сечение хомута b×δ, изготовленного из стали Ст3. нагрузка P статическая. Данные брать из таблицы 7.

image102

Рис.7. Хомут на двутавровой балке

 

Таблица 7. Исходные данные для задачи 7

Вариант

P, кН

1

110

2

120

3

130

4

140

5

150

6

160

7

170

8

180

9

190

0

200

 

Задача 8.

Рассчитать сварное соединение растяжки с косынкой (рис. 8), приваренной к плите. Подобрать сечение растяжки, выполненной из уголков. Угол наклона растяжки α. Действующее усилие Q статическое. Толщина косынки δ= 10 мм. Сварка ручная. Данные брать из таблицы 8.

image104

Рис.8. Сварка растяжки с косынкой

 

Таблица 8. Исходные данные для задачи 8

Вариант

Q, кН

α, рад

1

150

π/6

2

155

π/4

3

160

π/3

4

140

π/6

5

130

π/4

6

120

π/3

7

165

π/6

8

135

π/4

9

145

π/3

0

125

π/6

 

Задача 9.

Выбрать самостоятельно номер профиля равнобокого стального уголка по  ГОСТ 8509-72 и рассчитать сварное соединение (рис. 9) листа 1 с равнобоким стальным уголком 2. Сварные швы с обеих сторон. Силу Q считать постоянной. Данные брать из таблицы 9. Необходимые  параметры задать самостоятельно.

image011

Рис.9. Консольный кронштейн

 

Таблица 9. Исходные данные для задачи 9

Вариант

Q, кН

a, мм

b, мм

α, рад

1

10

250

12

π/3

2

11

260

13

π/4

3

12

270

14

π/5

4

13

280

15

π/3

5

14

300

17

π/4

6

15

320

20

π/5

7

16

340

18

π/6

8

17

380

21

π/5

9

18

390

22

π/4

0

20

380

15

π/4

 

Задача 10.

Выбрать самостоятельно номер профиля двутавровой балки по ГОСТ 8239-72 и рассчитать сварное соединение (рис.10) двутавровой балки длиной L с колонной. Балка нагружена постоянной силой Q. Данные брать из таблицы 10. Необходимые  параметры задать самостоятельно.

image013

Рис.10. Балка, приваренная к колонне

 

Таблица 10. Исходные данные для задачи 10

Вариант

Q, кН

L, м

1

6

1,5

2

7

1,4

3

8

1,3

4

9

1,2

5

10

1,1

6

11

1,2

7

12

1,3

8

13

1,4

9

14

1,5

0

15

1,6

 

Задача 11.

Проверить прочность сварного соединения (рис.11). Соединение выполнено двумя угловыми швами с катетом k . Соединение нагружено силой F (таблица 11). Материал деталей -  сталь Ст3. Сварка ручная.

варка%20ДО%201

Рис.11. Балка, приваренная к колонне

 

Таблица 11. Исходные данные для задачи 11

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

F, кН

30

35

40

45

50

60

55

80

90

100

l, мм

400

500

300

500

400

500

400

400

400

300

h, мм

160

190

170

220

180

210

190

220

230

220

δ, мм

5

7

8

Электрод

Э42

Э50

Э42А

 

Задача 12.

Проверить прочность сварного соединения, крепящего опорный швеллер, имеющий номер профиля №, к стальной плите (рис.12, таблица 12). Материал деталей – сталь Ст 3. Сварка автоматическая.

варка%20ДО%206

Рис.12. Опорный швеллер

 

Таблица 12. Исходные данные для задачи 12

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

F, кН

25

30

40

45

50

55

60

65

70

75

l, мм

350

320

300

280

400

380

360

450

400

500

5

8

10

12

14

16

18

20

22

24

α, рад

π/4

π/3

π/6

π/4

π/3

π/6

π/4

π/3

π/6

π/4

 

Задача 13.

Проверить прочность сварного соединения, если на конце клеммового рычага, длиной l и толщиной δ (рис. 13, таблица 13) приложена сила F. Материал рычага - Сталь 10. Размер рычага у места сварки а. Сварка ручная.

варка%20ДО%204

Рис.13. Клеммовый рычаг

 

Таблица 13. Исходные данные для задачи 13

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

F, кН

10

6,5

5

5

7

8

10

9

30

10

а, мм

65

55

55

60

70

80

90

75

100

50

l, мм

200

250

300

350

400

450

500

400

300

200

𝛿, мм

5

6

7

8

10

Электроды

Э42А

Э50

Э42

Э50

Э42А

 

Задача 14.

Рассчитать сварное соединение – длину шва l (рис.14), крепящее стойки неподвижного блока к  плите. Сварка автоматическая. Материал свариваемых деталей - сталь  Ст 5. Толщина стоек δ  (таблица 14).

варка%20ДО%207

Рис.14. Стойки неподвижного блока

 

Таблица 14. Исходные данные для задачи 14

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

F, кН

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

h, мм

160

150

120

150

160

150

135

150

120

110

α, рад

π/4

π/3

π/6

π/4

π/3

π/6

π/4

π/3

π/6

π/4

δ, мм

6

8

10

Электроды

Э42А

Э50

Э42

 

Задача 15.

Проверить прочность сварного соединения крепления трубы к неподвижной плите  А (рис.15) путем обварки по контуру сварным швом с катетом k, если наружный диаметр трубы D, толщина стенки δ (таблица 15). Материал трубы - сталь Ст 3. Сварка автоматическая электродами Э50А.

варка ДО 9

Рис.15. Крепление трубы к плите

 

Таблица 15. Исходные данные для задачи 15

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

F, кН

50

60

70

80

90

100

120

140

120

130

D, мм

50

54

60

68

70

76

83

89

95

102

𝛿, мм

5

6

7

5

8

10

12

10

8

14

 

Задача 16.

Рассчитать сварное соединение из серьги, блока и швеллера (рис.16). На блок действует сила F, толщина стенки серьги δ (таблица 16). Материал свариваемых деталей  - Сталь 10. Сварка ручная.

варка%20ДО%208

Рис.16. Соединение серьги, блока и швеллера

 

Таблица 16. Исходные данные для задачи 16

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

F, кН

5

10

7

8

9

10

12

14

12

13

h, мм

160

200

150

200

250

150

120

200

250

300

α, рад

π/4

π/3

π/6

π/4

π/3

π/6

π/4

π/3

π/6

π/4

Электроды

Э42А

Э50

Э42

δ, мм

6

8

10

 

Задача 17.

Проверить прочность сварного соединения листа толщиной δ с уголком (рис.17), если на конце l рычага приложена сила F (таблица 17). Материал рычага - сталь Ст 5. Сварка ручная электродами Э50.

варка-%205

Рис.17. Соединение листа с уголком

 

Таблица 17. Исходные данные для задачи 17

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

F, кН

20

30

40

50

40

30

40

50

35

40

l, мм

65

55

55

60

60

65

90

75

100

50

h, мм

120

150

110

130

140

100

140

160

100

90

α, рад

π/4

π/3

π/6

π/4

π/3

π/6

π/4

π/3

π/6

π/4

𝛿, мм

5

6

7

8

10

 

Задача 18.

Рассчитать сварное соединение стойки ручной лебедки с плитой (рис.18). Сила натяжения каната направлена под углом α. Положение каната по длине барабана принять наиболее тяжелым. Расстояние между стойками l, высота оси барабана h. Крайнее положение каната от стойки a (таблица 18). Материал деталей –  Сталь15. Сварка ручная.

варка-%206

Рис.18. Соединение стойки лебедки с плитой

 

Таблица 18. Исходные данные для задачи 18

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

F, кН

30

26

30

35

28

30

38

20

40

35

h, мм

650

800

600

600

700

500

600

800

500

600

l, мм

500

450

400

500

550

600

400

600

800

700

a, мм

100

150

100

80

100

150

60

100

120

80

α, рад

π/4

π/3

π/6

π/4

π/3

π/6

π/4

π/3

π/6

π/4

𝛿, мм

7

8

Электроды

Э42А

Э50

 

Задача 19.

Рассчитать сварное соединение кронштейна с плитой (рис.19). Соединение выполнено угловыми швами с катетом k . Соединение нагружено силой F (таблица 19). Материал деталей - сталь  Ст  4. Сварка ручная.

варка- 9

Рис.19. Соединение кронштейна с плитой

 

Таблица 19. Исходные данные для задачи 19

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

F, кН

10

35

40

45

50

20

35

30

25

50

l, мм

240

350

300

500

400

350

280

250

360

460

𝛿, мм

5

7

8

Электроды

Э42А

Э50

Э42

 

Задача 20.

Рассчитать сварные швы, соединяющие зубчатый венец колеса с его диском и диск со ступицей (рис.20). Передаваемая зубчатым колесом мощность P, угловая скорость ω и его диаметры D и d приведены в таблице 20.  Соединение выполнено двумя угловыми швами с катетами  k1 и k2. Материал обода и ступицы – Сталь 40, материал диска сталь Ст 3. Сварка ручная, электродами Э42.

варка-%208

Рис.20. Соединение кронштейна с плитой

 

Таблица 20. Исходные данные для задачи 20

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

P, кВт

32

35

40

30

50

60

65

55

40

50

𝜔, с -1

20

18

22

10

25

30

30

26

24

30

D, мм

160

180

240

300

340

440

390

480

280

190

d, мм

40

48

52

60

70

100

80

120

80

60

k1, мм

4

6

8

k2, мм

6

8

10

 

Задача 21.

Проверить прочность сварного соединения (рис.21). Материал листов сталь Ст.3. сварка ручная, нагрузка статическая. Исходные данные указаны в таблице 21.

Рис.21. Сварное соединение

 

Таблица 21. Исходные данные для задачи 21

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

20

30

40

50

60

40

35

45

55

25

Q, кН

3

3,5

4,5

4

2

2,5

5

1,5

2

6

δ, мм

8

8

6

10

10

12

12

12

10

15

в, мм

200

250

300

350

250

300

250

300

300

350

l, мм

400

400

250

300

250

300

250

400

300

250

 

Задача 22.

Определить ширину листов сварочного соединения (рис.22). Материал листов сталь Ст.3. сварка автоматическая, нагрузка статическая. Исходные данные указаны в таблице 22.

Рис.22. Сварное соединение

 

Таблица 22. Исходные данные для задачи 22

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

15

28

22

32

38

42

26

48

18

36

Q, кН

1,5

2,8

2,2

2,2

3,8

4,2

2,6

4,8

1,8

3,6

δ, мм

5

5

5

8

8

8

10

10

10

12

l, мм

400

400

300

300

400

400

300

300

350

350

 

Задача 23.

Определить толщину листов сварного соединения (рис.23). Материал листов Сталь 40. Сварка ручная. Нагрузка переменная, изменяется от Qmin до Qmax. Исходные данные указаны в таблице 23.

Рис.23. Сварное соединение

 

Таблица 23. Исходные данные для задачи 23

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Qmax, кН

10

8

6

4

5

7

9

11

12

15

Qmin, кН

2

3

2,5

-4

-2

8

3

4

5

4

в, мм

200

300

250

350

300

320

350

400

400

350

l, мм

400

300

400

400

300

350

350

300

250

300

 

Задача 24.

            Проверить прочность сварного соединения (рис.24). Материал листов сталь Ст.3. сварка ручная. Нагрузка изменяется от Рmin до Рmax. Исходные данные указаны в таблице 24.

Рис.24. Сварное соединение

 

Таблица 24. Исходные данные для задачи 24

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Рmax, кН

40

50

60

80

100

120

140

180

160

100

Рmin, кН

0

0

0

0

10

25

40

50

80

90

к, мм

5

5

5

8

8

8

10

10

10

10

δ, мм

5

5

5

8

8

8

10

10

10

10

в, мм

200

250

300

250

400

450

500

550

600

300

 

Задача 25.

            Проверить прочность сварного соединения (рис.25). Материал листов  - Сталь 40. Сварка ручная. Нагрузка статическая. Исходные данные указаны в таблице 25.

Рис.25. Сварное соединение

 

Таблица 25. Исходные данные для задачи 25

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Q, кН

10

5

8

12

14

18

20

15

6

7

δ, мм

5

5

5

8

8

8

10

6

6

6

к, мм

5

5

5

8

8

8

10

6

6

6

l, мм

500

600

600

400

400

400

350

400

400

500

в, мм

300

250

250

300

350

400

400

250

300

250

 

Задача 26.

Проверить прочность сварного соединения (рис.26). Материал листов  - Ст.3. Сварка ручная. Нагрузка статическая. Исходные данные указаны в таблице 26.

Рис.26. Сварное соединение

 

Таблица 26. Исходные данные для задачи 26

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Q, кН

10

5

6

7

8

9

4

3

2,5

11

Р, кН

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

δ, мм

5

6

7

8

9

8

5

6

5

10

к, мм

5

6

7

8

9

8

5

6

5

10

l, мм

200

250

300

320

380

360

400

450

400

250

в, мм

200

250

300

350

400

450

300

300

300

250

 

Задача 27.

Определить длину сварного шва при условии его равнопрочности основному материалу (рис.27). Материал листов – Сталь 40. Нагрузка переменная, изменяется от Рmax до Рmin, сварка автоматическая. Исходные данные указаны в таблице 27.

Рис.27. Сварное соединение

 

Таблица 27. Исходные данные для задачи 27

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Рmax, кН

40

50

80

100

120

150

180

20

250

220

Рmin, кН

-40

-20

-10

60

20

30

20

50

50

20

δ, мм

5

6

7

8

9

10

12

14

15

15

в, мм

300

300

350

350

400

420

450

480

500

600

 

Задача 28.

Труба приварена к плите валиковым швом и нагружена крутящим моментом (рис.28). Материал трубы сталь Ст.3. сварка ручная, нагрузка статическая. Проверить прочность соединения. Исходные данные указаны в таблице 28.

Рис.28. Сварное соединение трубы с плитой

 

Таблица 28. Исходные данные для задачи 28

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

М, Нм

300

400

500

600

700

800

900

1000

1200

1400

d, мм

100

150

200

220

240

280

300

350

350

400

к, мм

4

5

6

5

6

7

8

8

10

10

 

Задача 29.

Труба приварена к плите валиковым швом и нагружена растягивающей силой Р и крутящим моментом М (рис.29). Материал трубы сталь Ст.3. сварка ручная, нагрузка статическая. Проверить прочность соединения. Исходные данные указаны в таблице 29.

Рис.29. Сварное соединение трубы с плитой

 

Таблица 29. Исходные данные для задачи 29

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

М, Нм

200

150

250

300

350

400

450

500

550

600

Р, кгс

4000

5000

6000

3000

5000

4000

6000

4500

3000

2000

d, мм

150

200

250

300

320

350

400

380

350

300

к, мм

3

4

5

6

7

8

8

8

9

6

 

Задача 30.

Квадратная труба приварена к плите (рис.30). Материал трубы – сталь Ст.3. проверить прочность соединения. Сварка ручная, нагрузка статическая. Исходные данные указаны в таблице 30.

Рис.30. Сварное соединение квадратной трубы с плитой

 

Таблица 30. Исходные данные для задачи 30

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

5

6

7

8

9

10

12

13

14

16

l, мм

600

600

500

550

450

400

350

400

350

300

a, мм

150

200

250

300

350

400

380

420

450

400

к, мм

3

4

5

6

7

8

9

11

12

10

 

Задача 31.

Квадратная труба приварена к плите (рис.31). Материал трубы – Сталь 40. Сварка произведена впритык с V образной разделкой трубы. Сварка ручная. Нагрузка статическая. Проверить прочность сварного соединения. Исходные данные указаны в таблице 31.

Рис.31. Сварное соединение квадратной трубы с плитой

 

Таблица 31. Исходные данные для задачи 31

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

6

Q, кН

40

45

40

50

35

30

25

30

20

15

l, мм

500

500

400

400

400

350

350

350

300

300

в, мм

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

а, мм

100

120

140

160

180

200

220

240

260

300

 

Задача 32.

Труба приварена к плите впритык с V образной разделкой кромок трубы (рис.32). Материал трубы – сталь Ст.3. сварка ручная, нагрузка статическая. Проверить прочность соединения. Исходные данные указаны в таблице 32.

Рис.32. Сварное соединение трубы с плитой

 

Таблица 32. Исходные данные для задачи 32

 

Вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

М, Нм

200

250

300

350

400

150

450

550

500

600

Q, кН

60

55

50

45

40

35

30

25

20

15

d, мм

150

180

200

220

240

260

280

300

320

350

d1, мм

170

200

220

240

250

280

300

320

340

370

 

Задача 33.

Проверить прочность сварного соединения (рис.33). Материал рычага и клеммы – сталь Ст.3. сварка ручная. Исходные данные указаны в таблице 33.

 

Рис.33. Сварное соединение

 

Таблица 33. Исходные данные для задачи 33

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

3

5

8

10

12

14

6

4

7

9

α, град

20

30

40

45

50

60

70

15

25

40

l, мм

250

300

300

300

250

350

300

350

260

400

a, мм

40

45

50

60

60

60

50

45

55

60

к, мм

5

6

7

6

7

8

9

5

8

8

 

Задача 34.

Проверить прочность сварного соединения (рис.34). Материал кронштейна – Сталь 45. Сварка ручная. Нагрузка статическая. Исходные данные указаны в таблице 34.

Рис.34. Сварное соединение

 

Таблица 34. Исходные данные для задачи 34

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

10

15

20

25

30

25

20

35

40

45

α, град

30

30

45

45

45

30

30

30

45

60

h, мм

300

300

250

250

250

300

300

350

250

250

a, мм

200

200

200

250

250

250

200

250

250

250

к, мм

5

5

5

6

6

6

5

6

6

8

 

Задача 35.

Проверить прочность сварного соединения (рис.35). Материал кронштейна сталь Ст.3. сварка ручная. Нагрузка статическая. Исходные данные указаны в таблице 35.

Рис.35. Сварное соединение

 

Таблица 35. Исходные данные для задачи 35

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

α, град

30

30

45

45

30

30

30

45

60

45

h, мм

200

200

250

250

300

250

300

300

350

350

a, мм

300

300

250

250

250

300

200

200

200

200

к, мм