Цель работы: определение изгиба балки от поперечной усадки шва пояса.

Оборудование и материалы:

- уголки;

- пластина;

- электроды диаметром 4мм;

- источник питания сварочного тока;

- штангенциркуль;

Содержание работы

Поперечные швы могут вызывать значительный изгиб балок. Вследствие поперечной усадки элемента, расположенного на некотором расстоянии от центра тяжести сечения, балка получает угловой излом φ (рис. 14), величина которого определяется по формуле (5.1)

                                       (5.1)

где  – поперечная усадка шва пояса при сварке его в свобод­ном состоянии (вне балки), см;

   – пластическое удлинение металла сварного соединения в направлении поперек шва, возникшее в результате сопротивления поперечной усадке со стороны балки, см;

   – статический момент площади элемента, в котором возникла поперечная усадка, относительно главной оси всего сечения балки (статический момент сечения пояса балки), см³;

    – момент инерции балки относительно оси у – у, см⁴.

Величина  зависит от жесткости балки, но в некоторых случаях для приближенной оценки изгиба может полагаться равной нулю.

В настоящей работе определяются ,  и  на примере балки, состоящей из двух уголков (рис. 14), на которые уклады­вается валик путем наплавки металла ручной дуговой сваркой покрытыми электродами. Для определения поперечной усадки  одновременно с наплавкой металла на уголки производится наплавка металла на прихваченную к уголкам пластину, имеющей ту же толщину, что и уголки.

Рис. 14. Образование изгиба балки от поперечной усадки шва

Прогиб балки на длине L = 450 мм измеряется в специальном приспособлении. Зная , ,  и можно по формуле (5.1) определить величину .

Рис. 15. Образец для определения изгиба от поперечного шва.

Порядок выполнения работы

1. Подготовить и собрать на прихватках уголки и пластину.

2. С помощью деформометра измерить с двух сторон базы на пластине и результаты занести в табл. 5. При измерениях баз их номера должны располагаться с правой стороны.

3. Установить уголки в приспособление так, чтобы надрез под призму оказался с правой стороны. Записать показания индика­торной головки.

4. Про­варить уголки с пластиной посередине. Во время сварки записать средние показа­ния приборов для измерения тока I и напряжения U.

5. После сварки отломить пластину от уголков и дать им пол­ностью остыть.

6. Произвести повторные измерения баз на пластинке и за­писать показания деформометра в табл. 5. Определить поперечную усадку .

7. Установить уголки в приспособление и определить величину прогиба f. Зная f , вычислить величину угла φ.

8. Пользуясь данными о размерах уголков и формулой (5.1), вычислить .

9. Сравнить величину действительной поперечной усадки  с максимально возможной теоретической усадкой, определяемой по формуле (3.1) (см. работу 3).

Принять для стали: α=12·10^-6 1/град, сρ= 5 дж/см³·град.

Таблица 5

Форма записей результатов испытаний

Требования к содержанию отчёта

Отчёт по лабораторной работе должен содержать название работы, цели работы, общие теоретические выкладки по теме лабораторной работы, эскиз образца, таблицу 5, заполненную данными, полученными в результате выполнения работы, расчёты, выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. От каких факторов зависит угловой излом балок, возникающий от поперечных швов?

2. Какие причины могут вызывать изгиб балок?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6