Проверить прочность сварного соединения, если на конце клеммового рычага, длиной l и толщиной δ,

Проверить прочность сварного соединения, если на конце клеммового рычага, длиной l и толщиной δ, приложена сила F. Материал рычага сталь 10. Размер рычага у места сварки а. Сварка ручная. Дано: F= 10 кН, а = 50 мм, l= 200 мм, δ = 10 мм. Электрод марки - Э42А. Рис.1.3.

Сварное соединение - тавровое, выполненное двумя угловыми швами. В опасных сечениях сварных швов возникают касательные напряжения от изгибающего момента М = F·l и силы F. Напряжения от момента М определяем по формуле:
τ´M = F·l/(2·Wшв), где Wшв = k·a2/6 - момент сопротивления опасного сечения одного сварного шва, k - катет сварного шва. Примем предварительно с учетов толщины δ рычага, k = 6 мм. Тогда: Wшв = k·a2/6 = 6·502/6 = 2500 мм3.
τ´M = 10·103·200 /(2·2500) = 400 Н/мм2, можно заранее сказать, что прочность не будет обеспечиваться

. Примем k = δ = 10 мм, тогда: Wшв = 10·502/6 = 4170 мм3.
τ´M = 10·103·200 /(2·4170) = 240 Н/мм2 = 240 МПа.
Примечание: 1 Н/мм2 = 1 МПа.
Определяем напряжение от силы F по формуле:
τ´F = F/(2·0,7·k·a) = 10·103/(2·0,7·10·50) = 14,3 МПа.
Результирующее напряжение от действия момента и силы определяется геометрическим сложением:
τ´ = [(τ´M)2 + (τ´F)2]1/2 = (2402 + 14,32) 1/2 = 240,4 МПа.
Условие прочности имеет вид: τ´ ≤ [τ´ср]. Cогласно табл.2.1[1] при ручной электродуговой сварке электродами Э42А: [τ´ср] = 0,6·[σP], где [σP] - допускаемое напряжение на растяжение для основного металла (стали 10)