Mogan Gh.L. Buzdugan I.D. Proiectarea dispozitivelor de remorcare auto. Universitatea Transilvania din Brașov

Subcap.3.5 Proiectarea legăturii 4-5 (îmbinare sudată)

A. Schema de încărcare şi date de proiectare

Schema de încărcare exterioară	Schema de încărcare a îmbinării sudate 4-5
Date de proiectare Forţele exterioare: FX, FY, FZ acţionează la distanţele Lc (Ex.3.1, Ex.3.2) și X1 (Ex.1.2.2);  se calculează momentele în centrul profilului pătrat (îmbinarea sudată) (Calc.0): MX5 = FY (Lc + h4), MY5 = FX (Lc + h4) + FZ X1, MZ5 = FY X1.   Restricţii dimensionale: se  îmbină prin sudare tirantul superior 4 cu lăţimea b4 şi grosimea h4 (Ex.3.1) cu ţeava pătrată 5 cu latura h5 şi grosimea t5. Restricții de funcţionare: temperatura, T = (-30…40)^oC; mediu de lucru exterior cu umezeală avansată. Restricţii constructive: materiale sudabile pentru elementele 4 și 5

B. Alegerea materialului şi tratamentelor termice

Elementele 4 şi 5 au fost proiectate considerând oţeluri sudabile (Anexa.M.01). Aceste oţeluri nu se tratează termic înainte de sudare; după sudare subansamblul se poate supune unui tratament termic de recoacere de detensionare. Pentru oţelurile adoptate în vederea calculelor se vor reţine tensiunile limită de curgere s₀₂ şi la rupere s_r.

Pentru cordonul de sudură se adoptă rezistența admisibilă la forfecare, corespunzătoare oțelurilor sudabile, τ_afs = (0,6…0,7)σ_at.

C. Proiectarea formei constructive

Model constructiv

Caracteristici şi restricţii constructive

- se recomandă ca grosimea cordonului de sudură, a, să fie mai mică decât grosimea t₅ a peretelui ţevii cu profil pătrat (a < t₅).

- se impune asigurarea perpendicularităţii celor două elemente,

- se va executa sudură de colț după contur închis (profil pătrat).

D. Model de calcul, dimensionare şi verificare

Model de calcul

a

b

c d

e f

Ipoteze de calcul şi solicitări

- încărcarea exterioară este compusă din forţele F_X, F_Y, F_Z şi momentele M_X, M_Y, M_Z;

- tensiunile de forfecare sunt repartizate uniform pe lungimea cordonului în plan longitudinal şi transversal: fig. a pentru forța F_Xs, fig. b pentru forța F_Ys, fig. c pentru forța F_Zs, fig. d pentru momentul M_Ys, fig. e pentru momentul M_Xs și fig. f pentru momentul M_Zs.

- se neglijează solicitările de tracțiune și încovoiere din cordonul de sudură.

Date de calcul

- despre încărcare: F_Xs = F_X,  F_Ys = F_Y, F_Zs = F_Z, ; M_Xs = M_X5; M_Ys = M_Y5; M_Zs = M_Z5;

- despre forme şi dimensiuni: cordonul de sudură are la interior forma pătrat cu latura, h = h₅;

- despre materiale: σ₀₂ – tensiunea limită de curgere; c = 2…3 - coeficientul de siguranţă;  σ_at = σ₀₂/c – tensiunea admisibilă la tracţiune; τ_afs = (0,6…0,7)σ_at - tensiunea admisibilă la forfecare a sudurii.

E. Relaţii de calcul

- Condiţia de rezistenţă la forfecare a sudurii

Tensiunile de forfecare generate de forţele F_Xs, F_Ys, F_Zs, M_Xs, M_Ys, M_Zs (fig. a, b, c, d, e, respectiv f) sunt:

τ_fsFX = , τ_fsFY = , τ_fsFZ = , τ_fsMX = , τ_fsMY = şi respectiv τ_fsMZ =

Acestea se însumează vectorial (pentru cazul cel mai defavorabil, ținând cont că forțele și momentele pot fi în ambele sensuri) şi se obţine tensiunea de forfecare maximă într-un colț al pătratului,

τ_fsmax = =

= ≤ τ_afs.

- Dimensionarea sudurii

Din relaţia de mai sus (ultima parte), se obţine grosimea cordonului de sudură,

a^nec = , (Calc.3.5.1)

unde, τ_afs reprezintă tensiunea admisibilă la forfecare a sudurii; se adoptă, a > a^nec, o valoare întreagă superioară.

F. Proiectarea formei constructiv-tehnologică

Desen constructiv-tehnologic

Recomandări pentru adoptarea dimensiunilor și a parametrilor constructiv-tehnologici: - grosimea cordonului de sudură, a; - sudura se va realiza după contur închis (conform simbolizării); - după sudare se va aplica subansamblului obținut tratamentul termic de recoacere de detensionare