CORSO DI LAUREA IN ING. ELETTRICA CORSO DI MECCANICA E TECNICA DELLE COSTRUZIONI MECCANICHE VERIFICA DI GIUNTO SALDATO

Transcript

1 CORSO DI LAUREA IN ING. ELETTRICA CORSO DI MECCANICA E TECNICA DELLE COSTRUZIONI MECCANICHE VERIFICA DI GIUNTO SALDATO Condurre la verifica dei due giunti saldati contenuti nella struttura riportata in figura. L 1 s P 1 H L Giunto a cordoni d angolo h h B A A Sez. A-A Giunto di testa a piena penetrazione DATI L 1 := L := H := B := P 1 := h := 1500 mm 000 mm 400 mm 300 mm 5 kn 5 mm σ amm := s := 5mm 160 MPa f := 0.85 Efficienza saldatura a piena penetrazione f 1 := 0.70 f := 0.85 Efficienze saldature a cordoni d'angolo

2 GIUNTO A PIENA PENETRAZIONE Forze e momenti agenti Fissato un S.R. (analogo a quelli normalmente utilizzati per le travi) avente origine nel baricentro del giunto, le forze ed i momenti agenti su quest'ultimo sono date da: B A s s H Z L 1 F z := 0 F x := 0 F y := P 1 P 1 L 1 M x := M x = Nm M y := 0 P 1 L 1 M z := M z = Nm

3 Calcolo tensioni La sezione resistente si ottiene sezionando semplicemente la trave in coincidenza del giunto saldato. Lo spessore dei tratti verticali sarebbe pari a s, ma viene cautelativamente assunto pari semplicemente allo spessore s della lamiera. La verifica viene condotta nel punto A, in cui risultano massime le tensioni prodotte dal momento flettente (verificare per esercizio che le tensioni in altri punti risultano inferiori). Le forze e momenti precedenti producono le seguenti componenti di tensione: Momento Mx (Formula di Navier): produce una σ (nel seguito σ ort ) ( ) H s B H 3 B s ( ) 3 J x := J 1 1 x = mm 4 M x H σ ort := σ J x ort = MPa Forza (Formula di Jourawsky): produce una τ // (nel seguito τ par ) che viene calcolata nel punto A. H S x := B s S x = mm 3 F y S x τ pary := τ J x s pary = MPa

4 Momento Mz (Formula di Bredt): produce una τ // che viene di seguito calcolata nel punto A. ( ) H s Ω := B s ( ) Ω = mm M z τ parm := τ parm = MPa Ω s La rimanente componente di tensione, la σ // (nel seguito σ par ), risulta evidentemente nulla, dato che coinciderebbe con le σ x o con le σ y, che sono nulle nelle travi. σ par := 0 Verifica Viene calcolata preliminarmente la tensione tangenziale totale: τ par := τ pary + τ parm τ par = MPa La verifica viene condotta con la relazione di Von-Mises: σ eq := σ ort + σ par σ ort σ par + 3 τ par σ eq = MPa Per la verifica è necessario che la tensione equivalente sia inferiore al valore limite dato da: σ amm f = 136 MPa La saldatura risulta wuindi in condizioni di sicurezza

5 GIUNTO A CORDONI D'ANGOLO Forze e momenti agenti Fissato un S.R. (analogo a quelli normalmente utilizzati per le travi) avente origine nel baricentro del giunto, le forze ed i momenti agenti su quest'ultimo sono date da: A h B H Sezioni di gola ribaltate F z := 0 B F x := 0 F y := P 1 M x := P 1 L M x = Nm M y := 0 M z := P 1 L 1 M z = Nm

6 Calcolo tensioni La sezione resistente si ottiene ribaltando la sezione di gola del cordone sulla flangia verticale d collegamento, come mostrato in figura, e risulta costutita da 4 elementi rettangolari. La verifica viene condotta nel punto A, in cui risultano massime le tensioni prodotte dal momento flettente e nel punto B, in cui si combinano cautelativamente le tensioni prodotte dal momento flettente con tensioni di taglio calcolate come valore medio sui cordoni verticali (verificare per esercizio che le tensioni in altri punti risultino inferiori).: Sezione di gola a := h a = mm Momento Mx (Formula di Navier): produce una σ (nel seguito σ ort ) a H 3 J x Ba3 H := + + Ba J 1 1 x = mm 4 M x ( H + a) σ orta := σ J x orta = MPa M x H σ ortb := σ J x ortb = MPa Taglio : produce una τ //, che viene di seguito calcolata cautelativamente come valor medio sui tratti verticali. A v := H a A v = mm F y τ pary := τ A pary = MPa v

7 Momento Mz : produce una τ //, che viene di seguito calcolata per i punti A e B con la formula di Bredt, dato che il profilo del cordone è sostanzialmente chiuso. Ω := ( B + a) ( H + a) Ω = mm M z τ parm := τ parm = MPa Ω a La tensione tangenziale totale per i due punti di calcolo è data da: τ para := τ parm τ parb := τ parm + τ pary τ parb = MPa La rimanente componente di tensione, la τ (nel seguito τ ort ), risulta evidentemente nulla. τ ort := 0

8 Verifica La verifica viene condotta con il metodo della sfera mozza: Punto A 1a verifica σ orta + τ para + τ ort = MPa che deve risultare inferiore al valore ammissibile σ amm f 1 = 11 MPa a verifica σ orta + τ ort = MPa che deve risultare inferiore al valore ammissibile σ amm f = 136 MPa Punto B 1a verifica σ ortb + τ parb + τ ort = MPa che deve risultare inferiore al valore ammissibile σ amm f 1 = 11 MPa a verifica σ ortb + τ ort = MPa che deve risultare inferiore al valore ammissibile σ amm f = 136 MPa La saldatura risulta quindi in condizioni di sicurezza