Стыковые сварные швы и их расчет — Мегаобучалка

Стыковыми называют швы, которые соединяют стыки деталей. При этом металл шва заполняет зазор между стыками соединяемых деталей (рис.1). Общепринято называть свариваемые детали основным металлом в отличие от металла сварного шва. При статическом нагружении стыкового соединения деталей из низкоуглеродистых и многих легирован­ных сталей сварной шов обеспечивает равную прочность с основным металлом, в отличие от угловых сварных швов.

Все стыковые швы рассчитывают на прочность по тем же зависимостям, что и свариваемые детали. Расчет выполняют по номинальному сечению соединяемых деталей, т.е. без учета усиления швов. Катет сварного шва принимают равным толщине основного металла: k = δ  (рис. 2).

Рисунок 2 – К расчету стыкового сварного шва

 

Например, при дей­ствии на сварное стыковое соединение растягивающей силы F (рис. 2) в материале шва так же, как и в металле соединяемых дета­лей, возникают нормальные напряжения растяжения.

Условие прочности шва на растяжение:

или                                (1)

где  – фактическое и допускаемое напряжение растяжения в  металле сварного шва, МПа;

F – внешняя сила, нагружающая сварное соединение, Н;

к, l – катет и длина сварного шва, соответственно, мм.

Угловые сварные швы и их расчет

 

По форме поперечного сечения угловые (валиковые) сварные швы делят на нормальные (прямые), выпуклые, вогнутые и улучшенные. Наиболее распространенным является нормальный (или прямой) валиковый шов с сечением в виде равнобедренного треугольника (рис. 3). Все угловые сварные швы рассчитывают на срез потому, что расчетное сечение расположено под углом 45^о к линии действия внешней нагрузки (рис. 3).

	Наименьшее по площади сечение – это сечение по биссектрисе прямого угла, имеет площадь S =m.l , где l. – длина сварного шва. Величина медианы в функции катета сварного шва равна: m = k . sin 45o = k .0,7.
Рисунок 3 – Сечение нормального углового шва

 

В зависимости от положения сварного шва относительно линии действия внешней силы F, приложенной к соединению, все угловые швы делят на лобовые, фланговые, косые и комбинированные (рис. 4).

Рисунок 4 – Виды угловых сварных швов в нахлесточных соединениях:

а – лобовой; б – фланговый; в – косой; г – комбинированный

 

Так, например, при нагружении нахлесточного соединения силой F(рис. 4, а) в швах возникают напряжения среза. Условие прочности швов:

                                  (2)

где F – внешняя сила, нагружающая сварное соединение, Н; 0,7^.k ^. l – площадь опасного (расчетного) сечения одного шва, мм²; – фактическое и допускаемое напряжения среза в металле сварного углового шва, МПа.

24. Работа и расчет сварных соединений со стыковыми сварными швами

Распределение напряжений по поперечному сечению стыковых швов с обработанной пов-тью, не имеющих внутр. дефектов (непроваров, трещин, пор), при действии продольной силы равномерно, поэтому напряжение определяется по ф-ле: =P/(ls), где l – расчетная длина шва; s – толщина соед. полосы.

Когда пов-ть св. шва имеет форму, показанную на рисунке то распр-е напряжений по сеч-ю становится неравномерным. Коэфф. концентрации напряжений k_ф зависит от высоты усиления шва d и радиуса перехода r. Другим источником концентрации напряжений в стыковом соед-и может служить смещение кромок одного эл-та относит. другого. В стыковых швах концентрация напряжений имеет минимальные значения (при отлаженном технологическом процессе, отсутствии дефектов). Расчет стыковых св. соединений вып-ют в предположении, что распределение напряжений в попереч. сеч. св. шва равномерно. Условие прочности шва при действии на соединение продольной силы N: N/(t*l_w*R_wy*_c)<=1 где N – внешнее усилие приложенное к соединению; t – расч. толщина шва, равная толщине наиболее тонкого из соед. элементов; l_w – расчетная длина св. шва; R_wy – расч. сопр-е сварного стыкового шва.

Расч. длину св. шва принимают равной полной ширине соединяемых элементов при усл-и вып-я шва с применением выводных планок; без них, учитывают низкое кач-во шва в зонах зажигания и прерывания сварочной дуги: l

w=l-2t. Расч. сопр-е св. стыкового шва равно R_y – расч. сопр-ю основного металла при сжатии и растяжении, при применении физ. методов контроля кач-ва шва, позволяющие обнаружить внутр. дефекты в шве. В противном случае R_wy=0.85R_y. При работе стыкового шва на сдвиг его расч. сопр-е назнач. равным расч. сопр-ю срезу R_s основного металла. Т.к. расч. сопр-е стали зависит от толщины проката, то следует принимать R наиболее толстого из св. эл-в.

Если невозможно обеспечить полный провар по толщине св. деталей путем подварки корня шва вместо t принимают 0.7t. В тех случаях, когда усл-е прочности не вып-ся, рекомендуется прим. косой шов. Расчет прочности такого шва производят по нормальным напряжениям: _w=N*sin/(t*l_w

’)<=R_wy_c, где l_w^’=l_w/sin.

Косые швы с наклоном реза 1:2 (=60) считаются равнопрочными основному металлу и поэтому не требуют проверки прочности при действии на соед. стат. нагрузки.

Если св. соед-е исп-ет возд-е изгиб. момента, то его несущую сп-ть опр-ют из выражения: M/(W_w*R_wy*_c)<=1 или 6M/(t*l_w²R_wy_c)<=1, где W_w=tl_w²/6 – мом-т сопр. шва.

При одновременном действии осевой силы и изг. момента напряжения в шве суммируются.

25. Работа и расчет соединений с угловыми сварными швами В зависимости от ориентации угл. шва относит. линии действия внеш. усилия швы подразделяют на лобовые (перпендикулярные линии действия усилия) и фланговые (параллельные линии действия внеш. усилия). Распред. напряжений по длине флангового шва неравномерно. Наиб. нагруж. уч-ки шва находятся в начале и в конце соед-я. Знач-е коэфф. концентрации напряжений пропорционально длине шва, поэтому нормами огранич. длина флангового шва к-я д.б. не более l

w=85_fk_f, за исключением швов, в к-х усилие передается на всем протяжении шва. Концентрация напряжений в длинных фланговых швах возникает в основном на концах швов, при коротких швах – преимущественно в зонах поперечного сеч-я накладки, примыкающей к швам. Наличие концентрации напряжений опр-ет хар-р разрушения фланговых швов. В предельном сост-и концентрация напряжений уменьшается за счет пластич. деф-ии и распределение напряжений приближ-ся к равномерному. Траектория разруш-я шва совпадает с пл-дья его наим. сеч-я и только на концах выходит на катет, ч-з к-й передается внешнее усилие. В лобовых швах нахлесточных соед-й наиб. нагруж. сеч-е не совпадает с минимальным, а расположено под нек-м углом к основанию шва. Разрушение нахлесточных соед-й с лобовыми швами происходит в рез-те проскальзывания частей шва друг относ. друга по опасному сеч-ю, положение к-го зависит от геометрии шва. Подобная картина разрушения хар-на также для лобовых швов тавровых соед-й. Разрушение лобового шва с непроваром происходит не по сеч-ю, продолжающему непровар, а под нек-м углом к нему. Лобовые швы обладают повышенной прочностью при работе на срез, чем фланговые, но в норма это не учитывается и зн-е расчетного сопрот-я углового св. шва R

wf установлены применительно к фланговым швам. Глубокое проплавление углового шва может привести к сильно выраженной мех. неоднородности металла в св. соед-и, при к-й несущую сп-ть соед-я будет определять менее прочный основный металл. В связи с этим нормами введен расчет соед-я с угловыми швами по двум опасным сечениям: по металлу шва и границе сплавления (п. 11.2. СНиП), где коэфф-ты _f и _z – коэфф-ты учитывающие глубину проплавления шва и границы сплавления в зав-ти от усл. сварки. (Расчет ведется по сечению имеещему минимальную несущую способность.)

При проектировании св. соед-я с угл. швами на действие продольной или попер. силы удобнее опр-ть необх. длину шва: l_w=N/(k_fR_w_w)_min_c; мин. зн-е катета шва необходимо принимать по табл. 38 СНиП в зав-ти от толщины свариваемых эл-в, способа сварки, марки стали и вида соед-я. Если длина флангового шва оказалась больше допустимой 85_fk_f, то опр-ют катет шва исходя из его допустимой длины. Если на прямоуг. эл-т, прикрепленный двумя угловыми швами действует изг. момент М и попереч. сила Q, то для проверки прочности такого соед-я необходимо опр-ть геом. сумму напряжений, действ в наиб. напряженной точке:

. Общие принципы при проектировании соединений со сварными швами Для того, чтобы сварной шов был выполнен с высоким кач-вом, необх. обеспечить удобные условия произв-ва св. работ. Наиболее удобно вып-ть св. швы в нижнем положении. Удобство доступа к месту сварки электродом или держателем электродной проволоки опред-ет кач-во св. шва. Поэтому разработаны спец. габаритные схемы вып-я св. работ при ручной и автоматической видах сварки.

Необх. также предусматривать такое расположение св. швов, чтобы макс. сокращалась необходимость кантовки конструкции при ее изготовлении.Чтобы уменьшить св. деф-ции конструкции при ее изготовлении, необходимо стремиться к наименьшему объему наплавленного металла. Швы должны иметь толщину, соотв. расчету. Следует избегать пересечения швов, близкого их расположения друг к другу. Толщину стыковых швов принимают равной меньшей из толщин соед-х эл-в. При выполнении стыковых швов на деталях больших толщин для обеспечения их качества необходимо предусматривать разделку кромок соединяемых элементов. При сварке листов разной толщины или ширины следует делать односторонний или двусторонний скос кромок с уклоном не более 1:5, что обеспечивает плавное распределение силового потока. Устройство стыков без скосов по толщине разрешается при разнице толщин листов не более 4 мм и не более 1/8 толщины тонкого листа. Св. стыковые соед-я листовых деталей выполняют прямыми с полным проваром и с применением выводных планок. В монтажных условиях допускается односторонняя сварка с подваркой корня шва или сварка на остающейся стальной подкладке. В последнем случае в расчетах следует принимать толщину шва, равную 0,7t, где t — наименьшая толщина свариваемых деталей. Катеты угл. швов kf должны приниматься по расчету, но быть не менее нормируемых значений. Это вызвано необх-тью обеспечить расчетную глубину проплавления угл. шва. Минимальные катеты угл. швов необх. назначать при вып-ии связующих (не расчетных) швов. Швы различ. толщины вып-ют св. током разной силы, поэтому для упрощения св. работ в одной отправочной марке д.б. не более двух-трех типоразмеров швов. В нахл. соед-ях длина нахлестки д.б. не менее 5 толщин наиболее тонкого из св. эл-в. При этом наим. расч. длина угл. шва lf д.б. не менее 4kf и не менее 40 мм. В констр-ях, восприн. стат. нагрузки, соотношения р-ров катетов угловых швов следует принимать, как правило, 1:1. При разных толщинах св. эл-в допуск-ся принимать швы с разными катетами. В констр-ях, работающих на динамич. и вибр. нагрузки, а также в констр-ях северного исполнения угл. швы следует вып-ть вогнутыми с соотношением катетов 1:1,5, причем больший катет должен быть направлен вдоль действующего усилия. Вогнутые швы должны специально оговариваться в проекте.При проект-ии св. соед-й необх. назначить катеты угл. швов такими, чтобы их можно было заварить за один проход.

. Конструкция и расчет комбинированных сварных соединений

Комбинированными называют соед-я, в к-х имеется несколько разных видов св. швов: соед. с фланговыми и лобовыми швами или стыковое соединение, усиленное накладкой. Действит-я работа комб. соед-я зависит от распред. усилий между различно ориентированными св. швами или сварными швами и накладкой.

Совместная работа фланговых и лобовых швов в нахл. соед-х с планками снижает уровень концентрации напряжений при работе в упругой стадии.

При стат. нагрузке разруш-е комб. соед-й происходит в пластич. стадии при относительно выровненных напряжениях во всех швах. Расчет комб. св. соед-я вып-ют по формулам, принятым для оценки прочности угловых швов: СНиП, ф. 120-121. Для более равномерного распред. силового потока с детали на накладку, ее вып-ют ромбич-го типа со срезанными под 35°…45° углами.

Другой тип комб. соед-я представляет собой стыковой шов, доп. усиленный накладками. Необх-ть вып-я такого соед-я может появиться при недостаточной прочности стыкового шва и невозможности применить физ. методы контроля кач-ва св. шва. Расчет прочности такого стыка вып-ют в предположении, что напряжения по оси стыка в сварном шве и накладках одинаковы: N/(A_d*R_wy+A_n*R_y)<=1, где N – внеш. осевое усилие; A_d – расч. пл-дь попер. сеч-я детали; R_wy – расч. сопр-е св. стыкового шва; А_n – сумм. пл-дь попер. сеч-я накладок; R_y – расч. сопр-е стали накладок.

Принимая решение о вып-и конструкции комб. св. соед-я с накладками, необх. помнить, что этот стык нетехнологичен, т.к. перед установкой накладок требует обработки стыкового шва.

Расчет стыковых сварных швов

Хорошо сваренные встык соединения имеют весьма небольшую концентрацию напряжений у начала наплава шва, поэтому прочность таких соединений при растяжении или сжатии в первую очередь зависит от прочностных характеристик основного металла и металла шва.

В стыковом шве при действии на него центрально-приложенной силы N распределение напряжений по длине шва принимается равномерным, рабочая толщина шва принимается равной меньшей из толщин соединяемых элементов. Поэтому напряжение в шве, расположенном перпендикулярно оси элемента (рис.а), определяется по формуле  где N-расчетное усилие; t-рабочая толщина шва — наименьшая толщина соединяемых элементов; lШ- расчетная длина шва, равная его полной длине, если начало и конец шва выведены за пределы стыка, в ином случае lШ=l-2t, где l- фактическая длина шва; Rсв- расчетное сопротивление сварного стыкового соединения сжатию или растяжению, γ- коэф условий работы элемента.

Расчетное сопротивление стыкового соединения, выполненного автоматической, полуавтоматической или ручной сваркой материалами, принимается: при сжатии соединения независимо от методов контроля Rcп=R; при растяжении (осевом или при изгибе) соединения, проверенного физическими методами контроля, Rcв= R. при растяжении соединения, не проверенного физическими методами контроля, Rсв = 0, 85R; при сдвиге соединения Rсвср=Rcр, где R и Rcр -расчетные сопротивления основного металла.

Если расчетное сопротивление сварки в стыковом соединении RCD меньше расчетного сопротивления основного металла и в стыкуемом элементе действующие напряжения превышают RC1, то для увеличения длины шва его делают косым (рис. б). Косые швы с наклоном реза tg α =2:1, как правило, равнопрочны с основным металлом и не требуют проверки.

В отдельных случаях, когда необходимо снизить напряжение, например при вибрационной нагрузке, приходится рассчитывать и косые швы. Разложив Действующее усилие на направление, перпендикулярное оси шва, и вдоль шва, находим напряжения:

перпендикулярно шву ;

 вдоль шва , где  — расчетная длина косого шва.

Внимание!

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

При действии изгибающего момента на соединение (рис. в) напряжения в шве  где  — момент сопротивления шва.

Сварные соединения встык, работающие одновременно на нормальные напряжения и срез, проверяют по формуле  где σш.х и σш.у — нормальные напряжения в сварном соединении по двум взаимно перпендикулярным направлениям; σш.ху — напряжение в сварном соединении от среза.

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Узнать стоимость

7.Стыковые сварные соединения. Расчет и конструирование.

Стыковые — соединяются торцами (а). Имеют наименьшую концентрацию напряжений при передаче усилий, экономичны. Толщина элементов не ограничена. Соединение = прямым или ко­сым швом.

Усиливают на­кладками – комбинир. (б).

Стыковые наиболее рациональны, но требуют дополнительной разделки кромок.

Работа и расчет стыковых швов

Прочность при растяжении или сжатии зависит от характеристик металла и шва.

При действии N распределение напряжений по длине шва принимается равно­мерным, рабочая толщина шва = меньшей из толщин элементов. Напряжение в шве (а) Rсв — расчетное сопротивление сварного стыкового соединения сжатию или растяжению, у — коэффициент условий работы элемента.

Расчетное сопротивление стыкового соединения при сжатии соединения Rсв=R.

При Rсв ≤ Rосновного металла то шов делают косым (с проверкой) (б). Рассчёт косых швов: перпендикулярно шву

вдоль шва

а и б — на продольную силу; в — на изгиб

При действии изгибающего момента (в)

где — момент сопротивления шва.

Соединения встык, работающие на нормаль­ные напряжения и срез, проверяют

8.Сварные соединения с угловыми швами. Расчет и конструирование.

Угловые — элементы расположены под углом (г).

Валиковые швы — эле­менты, расположенны в разных плоскостях.

Фланговые — параллельно осевому усилию.

Лобовые — перпендикулярно усилию (рассчитывают условно).

Работа и расчет соединений, выполненных угловыми швами

— соединения внахлестку.

Фланговые работают на срез и изгиб. Разрушение может происходить по металлу шва, по осн. металлу на границе его сплавления с металлом шва.

Велики напряжения в корне шва.

Рассматриваем воз­можность разрушения шва от условного среза:

По металлу шва

По границе сплавления с металлом шва

βш и βс — коэфф. глубины проплавления — в зависимости от вида сварки

Lш =L-10мм, RВш—расчетное сопротивление срезу металла шва;

Rувс—расчетное сопротивление срезу (условному) металла границы сплавления.

Удобнее определять необходимую длину швов, задаваясь их толщиной kш: kш = меньшей из толщин элементов,

Толщина шва исходя из его возможной расчетной длины:

Напряжения от силы сдвига и момента:

По металлу шва

По металлу границы сплавления

Площади швов должны быть распределены обратно пропорционально расстояниям от шва до оси элемента.

при общей требуемой площади швов —

Площадь большего шва на «обушке» уголка

Площадь меньшего шва на «пере» уголка

9.Достоинства и недостатки болтовых соединений. Виды болтов, применяемые в строительных мк. Разновидности болтовых соединений.

Болтовые = раньше сварных. Простота и надежность в работе.

Они более металлоемки, имеют накладки, ослабляют отверстиями.

Болты грубой и нормальной точности — отклоне­ния диаметра 1 мм и 0,52 мм (для бол­тов d≤30 мм). Они = из углеродистой стали. Класс прочности болтов (5.6). Первое число = 50 = временное сопро­тивление (σ_в кгс/мм2), а 5*6=30 — пре­дел текучести материала (σ_т кгс/мм2).

Отверстия на 2—3 мм больше диаметра болта — облегчает посадку болтов (преимущество). Но это повышает деформативность соеди­нения при работе на сдвиг. Эти болты = крепеж­ные.

Болты повышенной точности — из углеродистой стали. d отверстия = +0,3 мм от диаметра болта.

Болты сидят плотно и хорошо воспринимают сдвигающие силы. Сложность изготовления и постановки болтов = применяются редко.

Высокопрочные болты — из легированной стали, терми­чески обрабатывают. Они = нормальной точности, отверстия большего ди­аметра, но гайки затягивают спец-ключом. Силы трения пре­пятствуют сдвигу элементов относительно друг друга. Высокопрочный болт работает на осевое растяжение.

Необходима одинаковая толщина элементов, а то несущая спо­собность болта резко уменьшается.

Применяют клееболтовое. Преиму­щества — простота устройства; По качеству — не уступают сварке, но уступают ей по расходу металла.

Самонарезающие болты — на­личие резьбы. Материал — сталь термоупрочненная. d=6 мм для прикрепления профилированного настила к прогонам и элементам фах­верка. Преимущество — доступ к конструкции только с одной стороны.

Фундаментные (анкерные) болты — передачи растягивающих усилий с колонн на фундамент. Материал — стали марок ВСтЗкп2, 09Г2С и 10Г2С1.

Мы не можем найти эту страницу

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}} *

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}} / 500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$ item}} {{l10n_strings.PRODUCTS}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.LANGUAGE}} {{$ select.selected.display}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings.AUTHOR}}

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$ select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}} .Дизайн

, часть 2 — TWI

В статье в последнем выпуске Connect был представлен угловой сварной шов, наименее затратный тип сварного шва, поскольку соединяемые компоненты не требуют газовой резки или механической обработки для подготовки сварного шва, детали можно упирать друг в друга и Затем сварщик может нанести один проход сварочного металла на твердую металлическую основу.

Несмотря на то, что это звучит просто, необходимо учитывать некоторые аспекты выполнения углового шва (в дополнение к тем, которые уже упоминались в предыдущей статье «Проектирование, часть 1»).

Скорость охлаждения углового шва выше, чем у стыкового соединения аналогичной толщины. Существует три пути потери тепла сварным швом. Этот факт означает, что отсутствие дефектов плавления / холодного пуска более вероятно, особенно для металлов с высокой теплопроводностью, таких как алюминий, и риск холодного растрескивания увеличивается в углеродистой и низколегированной стали. То, что может быть приемлемым с точки зрения подводимой теплоты и / или температуры предварительного нагрева для стыкового шва, может поэтому быть неприемлемым для конфигурации углового шва.Этот момент иногда упускается из виду, особенно при сварке временных приспособлений, например, креплений, где контроль качества может быть несколько слабым. Это привело к серьезным проблемам с растрескиванием у некоторых производителей.

В отличие от стыкового шва, где требуемая ширина сварного шва обычно равна толщине основного металла, размер углового шва определяется нагрузками, которые он должен выдерживать. Следовательно, он может быть любого размера, указанного проектировщиком, хотя существуют практические ограничения в отношении как минимальной, так и максимальной толщины горловины.

При использовании традиционных процессов дуговой сварки трудно наплавить угловой шов с горловиной менее 2 мм. Это в дополнение к упомянутой выше возможности отсутствия плавления / холодного растрескивания из-за высоких скоростей охлаждения небольших угловых швов. Максимальный размер углового шва, как правило, равен толщине более тонкого из двух соединяемых элементов, но очень большие угловые швы могут вызвать недопустимую деформацию и / или чрезвычайно высокие остаточные напряжения.Кроме того, при размерах выше определенного может быть более экономичным выполнение Т-образного стыка, а не углового шва.

Хотя толщина горловины считается наиболее важным параметром для целей проектирования, факт остается фактом: механическое разрушение угловых швов часто происходит по линии сплавления или через сам основной материал. Одна из причин этого в углеродистых или низколегированных сталях заключается в том, что металл сварного шва в большинстве случаев значительно прочнее основного металла.

Как указано в Connect артикул №90 существует множество форм угловых швов, которые делают точное измерение толщины шва немного сложнее, чем может показаться на первый взгляд.

Горловина — это кратчайшее расстояние от корня до поверхности сварного шва. Измерение этого размера в обычном угловом шве под углом или с плоским торцом относительно просто. По форме — равнобедренный треугольник, горло составляет 0,7 длины ноги. Выпуклые, вогнутые и сварные швы с глубоким проваром, однако имеют толщину шва, как показано на рис.1 .

Рисунок 1. Размеры горловины угловых швов

Таким образом, очевидно, что измерение либо длины участка, либо фактической толщины шва не является надежным при определении расчетной толщины шва сварного шва, но необходимо учитывать форму шва. Избыточный металл сварного шва выпуклого сварного шва не дает преимущества с точки зрения расчетной прочности, и с точки зрения стоимости поверхность углового сварного шва должна быть как можно более плоской.

Сварной шов с глубоким проплавлением является очень экономичным способом увеличения прочности соединения, поскольку только часть сварочного металла состоит из наплавленного присадочного металла.Однако измерить толщину сварного шва с глубоким проплавлением невозможно. Чтобы гарантировать достижение минимального расчетного сечения, необходимо контролировать параметры сварки и подгонку с очень жесткими допусками. Поэтому этот тип сварки обычно выполняется с использованием автоматизированного или механизированного процесса сварки (под флюсом или с переносом распылением MIG / MAG) для достижения достаточного и постоянного контроля параметров сварки.

При выборе размера углового шва следует помнить, что небольшое увеличение толщины шва приведет к значительному увеличению наплавленного металла сварного шва, поскольку площадь поперечного сечения углового шва является функцией квадрата длины ветви. (площадь = z ² /2).Увеличение горловины, скажем, с 5 до 6 мм приводит к увеличению площади и, следовательно, металла шва примерно на 45%. Это соответствует почти 0,1 кг дополнительного сварочного металла на 1 метр длины сварного шва. Таким образом, необходимо заплатить существенные штрафы в размере и весе, если соединение либо будет завышено проектировщиком, либо сварено сварщиком. Нет никаких жестких правил относительно точки, в которой более экономично перейти от углового шва к двухстороннему угловому шву или стыковому шву с частичным проплавлением.При выборе размеров углового шва следует учитывать области, указанные в Рис. 2 .

Рис.2. Относительные площади поперечного сечения

Для углового сварного шва, нагруженного сдвигом (нагрузка, параллельная сварному шву), расчет напряжения на сварном шве прост; это нагрузка, деленная на площадь сварного шва.

Рис.3. Расчет сварного шва углового шва

Для целей проектирования предполагается, что угловые сварные швы выходят из строя через горловину, и поэтому просто вычислить площадь поперечного сечения, способную выдержать эту приложенную нагрузку, когда прочность металла сварного шва известна.

Обратите внимание, что прочность на сдвиг металла обычно составляет от 70% до 80% от прочности на разрыв. Эта цифра часто множится для получения приемлемого запаса прочности. В Великобритании для простых углеродистых сталей часто используется предел прочности на сдвиг 115 Н / мм ² , что позволяет рассчитать толщину горловины по простой формуле горловина: — горловина ‘a’ = P / (L x 115).

Размеры горловины тройника с двойным угловым сварным швом, нагруженного растяжением, могут быть определены с использованием того же подхода.Обратите внимание, однако, что это очень упрощенный расчет и не принимает во внимание какие-либо другие напряжения (изгиб, скручивание и т. Д.), Которые могут возникнуть в сварном шве. Однако подробное описание анализа напряжений сварных швов выходит за рамки этих кратких статей.

Часть 3
Часть 4
Часть 5

Эту статью написал Джин Мазерс.

.Справочник

— Расчеты Справочник

— Расчеты 9 Вес На фут сварного металла для угловых швов и элементов общих инструкций по стыковым соединениям (фунт / фут) по стали 1. Сделайте рисунок поперечное сечение стыка в точном масштабе. 2. Разделить сечение на прямоугольные треугольники, прямоугольники и эскиз в желаемом армировании. 3. Измерьте толщина, углы, длина ног уголка, проем корня а также длину и высоту арматуры.4. Суммарный вес на фут каждого из элементов из диаграммы для вес на фут сварного шва.

фунта / фут. прямоугольника А

фунта / фут. треугольника B

фунта / фут. Армирование C

Т

G

S

H

Дюймы 1/16 дюйма 1/8 дюйма 3/16 дюйма 1/4 дюйма 3/8 дюйма 1/2 «5 ° 10 ° 15 ° 22 1/2 ° 30 ° 45 ° 1/16 » 1/8 дюйма 3/16 дюйма 1/4 дюйма 1/8 .027 .053 .080 .106 .159 .212 .002 .005 .007 .011 .015 0,027 3/16 0,040 .080 .119 .159 .239 .318 .005 .011 .016 .025 .035 .060 .027 1/4 .053 .106 .159 .212 .318 .425 .009 .019 .028 .044 .061 .106 .035 16.05 .066 .133 .199 .265 .390 .531 .015 .029 .044 .069 .096 .166 .044 0,884 3/8 .080 .159 .239 .318 .478 .637 .021 .042 .064 .099 .138 .239 .053 .106 7/16 0,091 .186 .279 .371 .557 .743 .028 .057 .087 .129 .188 .325 .062 .124 1/2 .106 .212 .318 .425 .637 .849 .037 0,075 .114 .176 .245 .425 .071 .141 .212 фунты / фут. прямоугольника A фунты / фут. треугольника B фунт / фут. Армирование C T G S H дюймов 1/16 » 1/8 дюйма 3/16 дюйма 1/4 дюйма 3/8 дюйма 1/2 «5 ° 10 ° 15 ° 22 1/2 ° 30 ° 45 ° 1/16 «1/8» 3/16 «1/4» 9/16.119 .239 .358 .478 .716 .955 .047 .095 .144 .223 .311 .451 .080 .159 .239 5/8 .133 .265 .398 .531 .796 1.061 .058 .117 .178 .275 .383 .664 .088 .177 .265 .354 11/16 .146 .292 .438 .584 .876 1,167 0,070 .142 .215 .332 .464 .804 .097 .195 .292 0,389 3/4 0,159 .318 .478 .637 .995 1.274 0,084 .169 .256 .396 .552 .956 .106 .212 .318 .424 13/16 .172 .345 .517 .690 1.035 1,380 0,098 .198 .301 .464 .648 1,121 .115 .230 .345 0,460 7/8 0,186 .371 .557 0,743 1,114 1,486 .114 .230 .349 .538 .751 1,300 .124 .248 .371 .495 15/16 .199 .398 .597 0,796 1,194 1,592 .131 .263 .400 .618,863 1,493 .133 .266 .398 .530 1 .212 .425 .637 0,849 1,274 1,698,149 .300 .456 .703 .981 1,698 .141 .283 .424 0,566 1 1/8. 239 .478 .716 0,955 1,433 1,910. 188 .379 .577 .890 1.241 2,149 .159 .318 .477 .637 1 1/4 0,265 .531 .796 1,061 1,592 2,123,232 .468 .712 1,099 1,532 2.653.177 .354 .531 0,707 1 3/8 .292 .584 .876 1,167 1,751 2.335.281 .567 .861 1,330 1,853 3,210 .195 0,389 .584 0,777 1 1/2 .318 .637 .955 1,274 1,910 2,547,334 0,674 1,023 1,582 2,206 3,821,212 .424 .637 .849 1 5/8. 345 .690 1.035 1,380 2,069 2,759 0,393 .792 1.201 1,857 2,589 4,484 .230 .460 .690 .920 1 3/4 0,371 0,743 1,114 1,486 2,229 2,972. 455 0,918 1,393 2,154 3,002 5.200 .248 .495 .743 0,990 1 7/8 .390 0,796 1,194 1,592 2,388 3,184. 523 1,053 1,599 2,473 3,447 5,970,266 .531 .796 1,061 2 0,425 0,649 1,274 1,698 2,547 3,396 .594 1,197 1,820 2,813 3,921 6,792,283 .566 .849 1.132 2 1/4 0,478 0,955 1,433 1,910 2,865 3,821 0,752 1,516 2,303 3,561 4,963 8,596 .318 .637 .955 1,273 2 1/2 .530 1,061 1,592 2,123 3,184 4,245. 928 1,871 2,844 4,396 6,127 10,613 0,354 0,707 1,061 1,415 2 3/4 .584 1,167 1,751 2,335 3,502 4,669 1,123 2,264 3,441 5,319 7,414 12,841,389 0,778 1,167 1.556 3 0,636 1,274 1,910 2,547 3,821 5,094 1,337 2,695 4,095 6,330 8,823 15,282,424 0,849 1,273 1,698

.

Калькулятор ИМТ

Результат

ИМТ = 23 кг / м ² ( Нормальный )

23

• Здоровый диапазон ИМТ: 18,5 кг / м ² -25 кг / м ²
• Здоровый вес для роста: 128,9 фунтов — 174,2 фунта
• Весовой индекс: 12,9 кг / м ³

Калькулятор индекса массы тела (ИМТ) может использоваться для расчета значения ИМТ и соответствующего статуса веса с учетом возраста.Используйте вкладку «Метрические единицы» для Международной системы единиц или вкладку «Другие единицы» для преобразования единиц в американские или метрические единицы. Обратите внимание, что калькулятор также вычисляет Ponderal Index в дополнение к BMI, оба из которых подробно обсуждаются ниже.

BMI введение

ИМТ — это показатель худощавости или полноты человека, основанный на его росте и весе, и предназначен для количественной оценки массы ткани. Он широко используется в качестве общего индикатора того, соответствует ли человек своему росту.В частности, значение, полученное при вычислении ИМТ, используется для классификации того, имеет ли человек недостаточный вес, нормальный вес, избыточный вес или ожирение в зависимости от того, в какой диапазон попадает это значение. Эти диапазоны ИМТ варьируются в зависимости от таких факторов, как регион и возраст, и иногда делятся на подкатегории, такие как сильно пониженный вес или очень тяжелое ожирение. Избыточный или недостаточный вес может иметь значительные последствия для здоровья, поэтому, хотя ИМТ является несовершенным показателем здоровой массы тела, это полезный индикатор того, требуются ли какие-либо дополнительные тесты или действия.Обратитесь к таблице ниже, чтобы увидеть различные категории на основе ИМТ, которые используются калькулятором.

Таблица ИМТ для взрослых

Это рекомендованная Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) масса тела на основе значений ИМТ для взрослых. Его применяют как мужчины, так и женщины в возрасте от 18 лет и старше.

Категория	Диапазон ИМТ — кг / м 2
Сильная тонкость	<16
Умеренная тонкость	16-17
Умеренная тонкость	17-18.5
Нормальный	18,5 — 25
Избыточный	25-30
Ожирение I класса	30-35
Ожирение II класса	35-40
Ожирение Класс III	> 40

Таблица ИМТ для взрослых

Это график категорий ИМТ на основе данных Всемирной организации здравоохранения. Пунктирными линиями обозначены подразделения в рамках основной категоризации.

Таблица ИМТ для детей и подростков 2-20 лет

Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) рекомендуют категоризацию ИМТ для детей и подростков в возрасте от 2 до 20 лет.

Категория	Процентильный диапазон
Недостаточный вес	<5%
Здоровый вес	5% — 85%
В группе риска избыточного веса	85% — 95%
Избыточный вес	> 95%

Таблица ИМТ для детей и подростков в возрасте 2-20 лет

Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) Графики роста процентилей ИМТ к возрасту.

График для мальчиков
График для девочек

Риски, связанные с лишним весом

Избыточный вес увеличивает риск ряда серьезных заболеваний и состояний здоровья. Ниже приведен список указанных рисков по данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC):

• Высокое давление
• Более высокий уровень холестерина ЛПНП, который широко считается «плохим холестерином», более низкий уровень холестерина ЛПВП, который в умеренных количествах считается хорошим холестерином, и высокий уровень триглицеридов
• Сахарный диабет II типа
• Ишемическая болезнь сердца
• Ход
• Болезнь желчного пузыря
• Остеоартроз, заболевание суставов, вызванное разрушением суставного хряща
• Апноэ во сне и проблемы с дыханием
• Некоторые виды рака (эндометрия, груди, толстой кишки, почек, желчного пузыря, печени)
• Низкое качество жизни
• Психические заболевания, такие как клиническая депрессия, тревога и другие
• Боли в теле и трудности с некоторыми физическими функциями
• Как правило, повышенный риск смерти по сравнению с людьми со здоровым ИМТ

Как видно из приведенного выше списка, избыточный вес может иметь множество отрицательных, в некоторых случаях летальных исходов.Как правило, человеку следует стремиться поддерживать ИМТ ниже 25 кг / м ² , но в идеале следует проконсультироваться со своим врачом, чтобы определить, нужно ли ему вносить какие-либо изменения в свой образ жизни, чтобы стать более здоровым.

Риски, связанные с недостаточным весом

Недостаточный вес имеет свои риски, перечисленные ниже:

• Недоедание, авитаминоза, анемия (снижение способности разносить сосуды)
• Остеопороз, заболевание, вызывающее слабость костей, повышающее риск перелома кости
• Снижение иммунной функции
• Проблемы роста и развития, особенно у детей и подростков
• Возможные репродуктивные проблемы у женщин из-за гормонального дисбаланса, который может нарушить менструальный цикл.У женщин с недостаточным весом также выше вероятность выкидыша в первом триместре
• Возможные осложнения после операции
• Как правило, повышенный риск смерти по сравнению с людьми со здоровым ИМТ

В некоторых случаях недостаточный вес может быть признаком какого-либо основного состояния или заболевания, например нервной анорексии, которое имеет свои риски. Проконсультируйтесь с врачом, если вы считаете, что у вас или у кого-то из ваших знакомых недостаточный вес, особенно если причина недостаточного веса не кажется очевидной.

Ограничения ИМТ

Хотя ИМТ является широко используемым и полезным индикатором здоровой массы тела, у него есть свои ограничения. ИМТ — это всего лишь оценка, которая не может принимать во внимание состав тела. Из-за большого разнообразия типов телосложения, а также распределения мышечной, костной массы и жира, ИМТ следует рассматривать вместе с другими измерениями, а не использовать как единственный метод определения здоровой массы тела человека.

Для взрослых:

ИМТ не может быть полностью точным, потому что это показатель избыточной массы тела, а не избыточного жира.На ИМТ также влияют такие факторы, как возраст, пол, этническая принадлежность, мышечная масса и жировые отложения, а также уровень активности, среди прочих. Например, пожилой человек, имеющий нормальный вес, но совершенно неактивный в повседневной жизни, может иметь значительное количество лишнего жира, даже если он не тяжелый. Это будет считаться нездоровым, а более молодой человек с более высоким мышечным составом и тем же ИМТ будет считаться здоровым. У спортсменов, особенно бодибилдеров, у которых может быть избыточный вес из-за того, что мышцы тяжелее жира, вполне возможно, что они действительно имеют здоровый вес для их состава тела.Как правило, согласно CDC:

• Пожилые люди имеют больше жира, чем молодые люди с таким же ИМТ.
• У женщин, как правило, больше жира, чем у мужчин с таким же ИМТ.
• Мускулистые люди и хорошо тренированные спортсмены могут иметь более высокий ИМТ из-за большой мышечной массы.

У детей и подростков:

Те же факторы, которые ограничивают эффективность ИМТ для взрослых, могут также применяться к детям и подросткам.Кроме того, рост и уровень полового созревания могут влиять на ИМТ и жировые отложения у детей. ИМТ является лучшим индикатором избыточного жира у детей с ожирением, чем у детей с избыточным весом, у которых ИМТ может быть результатом повышенного уровня либо жировой, либо обезжиренной массы (всех компонентов тела, кроме жира, который включает воду, органы и т. мышцы и др.). У худых детей разница в ИМТ также может быть связана с обезжиренной массой.

При этом ИМТ является достаточно показателем телесного жира для 90-95% населения и может эффективно использоваться вместе с другими показателями для определения здоровой массы тела человека.

Формула ИМТ

Ниже приведены уравнения, используемые для расчета ИМТ в Международной системе единиц (SI) и в традиционной системе США (USC) на примере человека весом 5 футов 10 дюймов и весом 160 фунтов:

USC Единицы: ИМТ = 703 × = 703 × = 22,96 СИ, метрические единицы: ИМТ = = = 22.90

Весовой индекс

Ponderal Index (PI) похож на BMI в том, что он измеряет худобу или полноту человека в зависимости от его роста и веса. Основное различие между ИП и ИМТ — это куб, а не квадрат роста в формуле (приведенной ниже). Хотя ИМТ может быть полезным инструментом при рассмотрении больших групп населения, он ненадежен для определения худобы или полноты у людей. Хотя ИП страдает схожими соображениями, ИП более надежен для использования с очень высокими или низкорослыми людьми, в то время как ИМТ имеет тенденцию регистрировать нехарактерно высокий или низкий уровень жира в организме для лиц с крайними пределами диапазона роста и веса.Ниже приведено уравнение для вычисления PI индивидуума с использованием USC, опять же с использованием в качестве примера человека ростом 5 футов 10 дюймов и весом 160 фунтов:

USC Единицы: SI, метрические единицы:

.