SUD-A. ÎMBINĂRI SUDATE – APLICAŢII

SUD-A.1 ÎMBINĂRI SUDATE DE COLŢ

SUD-A.1.1 ÎMBINĂRI SUDATE DE COLŢ ÎN T

SUD-A.1.1.4 ÎMBINĂRI SUDATE DE COLŢ ÎN T – CAZUL 4 (12-13;12’-13’)

 

CUPRINS

SUD-A.1.1.4.1 DATE DE PROIECTARE

SUD-A.1.1.4.2 ALEGEREA MATERIALULUI, TRATAMENTELOR TERMICE ŞI A TEHNOLOGIEI

SUD-A.1.1.4.3 ALEGEREA FORMEI CONSTRUCTIVE

SUD-A.1.1.4.4 SCHEMA DE CALCUL, DIMENSIONARE ŞI VERIFICARE

SUD-A.1.1.4.5 PROIECTAREA FORMEI TEHNOLOGICE

SUD-A.1.1.4.6 VERIFICAREA MODELULUI CU PACHETUL MDESIGN

 

SUD-A.1.1.4.1 DATE DE PROIECTARE

 

Tab. SUD-A.1.1.4.1.1 Definirea problemei de proiectare a unei îmbinări sudate  de colţ în T - cazul 4 (12-13; 12’-13’)

Subtema de proiectare

Să se proiecteze îmbinarea sudată a coloanei stânga/dreapta, 12/12’, cu tirantul stânga/dreapta 13/13’ din fig. SUD-A.1.1.4.1.1 cu funcţia principală de  transmitere a sarcinilor:  FX, FY, FZ, MX7, MY7, MZ7.

Specificaţii impuse:

a.       Forţele exterioare: FX = 1500 N, FY = 300, FZ = 700 N acţioneză la distanţele L1 = 48 mm, L2 = 80 mm, L3 = 180 mm, L4 = 220 mm, L5 = 400 mm; se calculează forţele şi momentele în centrul îmbinării sudate 12-13 (12’-13’) :  FXs = 750 N,    FYs = 150 N, FZs = 350 N; MX13 = FY (L1+L3)/2 = 34200 Nmm, MZ13 = FY (L2+L4)/2   = 45000 Nmm,  MY13 = FX (L1 +L3)/2 + FZ (L2 + L4)/2 = 27600 Nmm;

b.       Tipul sarcinii: statică

c.        Date despre asamblare; coloana stânga/dreapta este din ţeva pătrată cu latura h12 = 40 mm şi grosimea t12 = 4 mm; tirantul stânga/dreapta  este din platbandă cu lăţimea b13 = 90 m şi grosimea g13 = 8 mm;

d.       Tipul îmbinării, sudură de colţ

e.        Condiţii de funcţionare: temperatura, T = - 30oC…40 oC; mediu de lucru exterior cu umezelă avansată

f.         Condiţii ecologice: utilizarea de materiale şi tehnologii eco, reciclarea materialelor, protecţia vieţii

 

Fig. SUD-A.1.1.4.1.1 Schema funcţional-constructivă şi de încărcare a îmbinării sudate - cazul 4  (12-13; 12’-13’)

 

 

SUD-A.1.1.4.2 ALEGEREA MATERIALULUI, TRATAMENTELOR TERMICE ŞI A TEHNOLOGIEI

 

Elementele 12, 13, şi 12’, 13’ formează subansambluri sudate şi, deci, pentru acestea s-a ales material sudabil, oţel S235, conform SR EN 10025-2 (STAS 500/2)

 

Tab. SUD-A.1.1.4.2.1 Date despre material

Materialul

Tratamentul termic

Duritatea [HB]

Tensiunea limită  de curgere

Rezistenţa la rupere, σr

S235 (OL37), SR EN 10025-2 (STAS 500/2)

-

-

s02 = 235 MPa

sr = 360 MPa

 

 

SUD-A.1.1.4.3 ALEGEREA FORMEI CONSTRUCTIVE

 

 

 

Caracteristici şi restricţii funcţionale şi constructive

-         se impune asigurarea perpendicularităţii elementelor sudate

 

 

Parametrii geometrici principali

-          grosimea cordonului de sudură a este ma mică decât grosimea peretelui ţevii h12 = 4 mm

Fig. SUD-A.1.1.4.3.1 Parametri geometrici ai îmbinării sudate

 

SUD-A.1.1.4.4 SCHEMA DE CALCUL, DIMENSIONARE ŞI VERIFICARE

 

 

 

Ipoteze de calcul şi solicitări

-         deoarece încărcarea exterioară este compusă din sarcini multiple şi modelul de calcul are complexitate mărită pentru calculul clasic se consideră un model simplificat care ia în considerare încărcarea cu sarcinile maxime, forţa FXs şi momentul MY13

-         tensiunile de forfecare sunt repartizate uniform pe lungimea celor două cordoane de sudură

-         se neglijează solicitările la încovoiere şi tracţiune

Date  cunoscute:

-         despre încărcare: FXs = 750 N,  MY13 = 27600 Nmm

-         despre forme şi dimensiuni: cordonul sudură are forma pătrat cu latura, h = 40 mm;

-         despre materiale: 02 = 235 MPa – tensiunea limită de curgere a materialului ţevilor; at = 80 MPa – tensiunea admisibilă la tracţiune; τafs = 0,65at = 50 MPa tensiunea admisibilă la forfecare a sudurii

Relaţii de calcul:

-         Condiţia de rezistenţă la forfecare a sudurii,

Tensiunile de forfecare datorate forţei FXs şi momentului MY13,

 ,    ;                                (SUD-A.1.1.4.4.1)

                   (SUD-A.1.1.4.4.2)

 

-         Dimensionare sudură

Din relaţia, SUD-A.1.1.1.4.2, se obţine grosimea cordonului de sudură,

 = 0,265 mm                                           (SUD-A.1.1.4.4.3)

 

Se adoptă, din considerente tehnologice, grosimea cordonului de sudură, a = 2 mm.

Fig. SUD-A.1.1.4.4.1 Schema de calcul

 

SUD-A.1.1.4.5 PROIECTAREA FORMEI TEHNOLOGICE

 

Tab. ACA.P.1.1.4.5.1  Parametri tehnologici şi de reprezentare

Fig. SUD-A.1.1.1.5.1 Reprezentarea simplificat pe desen a îmbinării

Recomandări pentru adoptarea parametrilor tehnologici şi de reprezentare:

-         sudura se va realza după contur închis;

-         după sudare se va aplica tratament termic de recoacere de detensionare

 

 SUD-A.1.1.4.6 VERIFICAREA MODELULUI CU PACHETUL MDESIGN

 

Preprocesarea modelului de calcul

  ®  ®®  

Introducerea datelor şi selectarea opţiunilor de calcul

Date şi opţiuni directe

Date şi opţiuni auxiliare

 

 

 

 

 

 

                                                               

  

 

 

Rezolvarea modelului

 

Activeză butonul,

®

Corectare neconcordanţe sau erori în datele de intrare (numai dacă apar ferestre de avertzare)

®

®

®

Salvează modelul în format htm, fişerul SUD-MD.4

Postprocesarea rezultatelor

 

Obs. Din analiza datelor de mai sus precum şi a celor din fişierul SUD-MD.4 se verifică adoptările făcute în urma calculului calsic şi se reţin pentru proiectare celelalte date legate de calculul la oboseală şi la deformaţii care nu au putut fi determinate cu precizie prin metode clasice