Способ изготовления сварных оболочковых конструкций

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 1 1(21) 43954 (22) 07.01. (46) 30.11, (72) В.Н. Х (53) 621,98 (56) Автор М 129965 илов ССР86,ВАРН ЫХ аботке мек способу й двоякой различных ической и адиальнымарки кольце еремещениго сварного м юшка; ции К евича Г.В,/35 - созе Я ) изготовление трукций с об- компенсиру- еремещения ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 90/25-278890. Бюл, М. 44валынский и В.С, Ми1.1(088.8)кое свидетельство С(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИОБОЛОЧКОВЫХ КОНСТРУКЦИ(57) Изобретение относится к оталлов давлением, в частностизготовления листовых деталкривизны, и м.б, использованоотраслях машиностроения, х Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению сварных оболочковых конструкций, которые применяются в промышленности, например судостроении, и может быть использовано в химической, атомной и других отраслях промышленности, где изготавливают сферические днища, крышки емкостей и сосудов, работающих под давлением, к которым предъявляются высокие требования по отклонению от проектной формы,Целью изобретения является повышение точности сферических конструкций, повышение работоспособности и снижение трудоемкости изготовления конструкций,На фиг. 1 представлена штампосварная сферическая конструкция; на фиг. 2 - расчетная схема остаточных радиальных перемещений сферической оболочки от сварки ее соединений между донышком и поясом, а также между поясами конструкции; на фиг, 3 - схема гибки донышка с предварительным выгибом Л Й в сторону, противоположатомнои промышленности при изготовлении штампосварных оболочек, работающих под давлением. Цель изобретения - повышение точности и снижение трудоемкости изготовления штампосварных сферических оболочечных конструкций. Заготовкам конструкций при их гибке придают обратный выгиб, компенсирующий остаточные радиальные перемещения оболочки от сварки ее соединений в процессе изготовления, Величину обратного выгиба рассчитывают по математической зависимости. Способ обеспечивает равномерность кривизны как в зоне сварочного шва, так и на основной поверхности, 3 ил. ную ожидаемым р ям оболочки от св шва. На фигурах значения: 5 - длина ду мок свариваемых Р ф - равном длине сварного с продольного укор ТМ - усилия в ежду сопрягаем р 0 - централ щий радиусу донь вг(р Я) - функприняты следующие обоги, отсчитываемая от кроэлементов конструкции;ерно распределенная пооединения нагрузка от егоочения; моменты взаимодействияыми элементами; ьный угол, соответству вафа) = е ф созфЯ1/2 вг ф Я ) = е ф ( зги Способ предусматривает донышка 1 и лепестков 2 конс "ратным выгибом Л Й, которы ет остаточные радиальныеоболочки в результате сварки полотна, Величину предварительного выгиба лепестков и донышка можно определить расчетом по формулед р 2 (рсф+Т)ччо(УУ Б) +2+г щЮ)Для реализации существенных признаков предложенного способа радиус кривизны матрицы 3 и пуансона должен бытьувеличен на величину ЛЯ на длине дуги 3, впределах которой остаточные радиальныеперемещения оболочки от сварки затухают.Указанная формула получена в результате решения для определения деформацийсферической оболочки от продольного и поперечного укорочений сварных соедине.ний. В деформационной части решенияиспользован метод "сшивания" (см. фиг, 2),Воздействие фиктивной нагрузки насшиваемые элементы отражено в виде граничных условий упругого сопряжения разделенных элементов, При этом силовые идеформационные компоненты граничныхусловий (фиктивная сила Рсф от продольного укорочения, линейные и угловые перемещения элементов в зоне сопряжения отпоперечного укорочения сварного соединения) определяются с помощью приближенных методов расчета сварочныхдеформаций, Усилие взаимодействия Тмежду разделенными элементами находится в зависимости от указанных перемещений. После определений усилия Традиальные перемещения оболочки в зонесварного соединения определены по указанной формуле согласно зависимостям изгиба балок на упругом основании, В этойформуле параметр К представляет собойжесткость упругого основания балки-.полоски, выделенной из сферической оболочки.П р и м е р. Определение предварительного выгиба элементов полотна сферической конструкции под сварку.Исходные данные:Радиус сферы (й,ф), мм 1406Диаметр донышка конструкции (б, мм) 1115Толщина оболочки (д ), мм 40Материал Сталь АКМодуль упругости материала (Е), кгс/см 2 103=- =0,05381/см;1,2%ю.К = = 394,1 кгс/см,2Режимы сварки:Сила тока (се), А 300 Напряжение дуги (О), ВСкорость сварки (Ч), см/сВеличины, полученные расчетом:Поперечное укорочение5 сварного соединения(Ь Ь), мм 1,806Объем продольного укорочения, приходящийся наединицу длины свальногосоединения(1/), см 0,08410 Ширина активной зонысварного соединения (Ьак), мм 32При подставке этих величин в указанную формулу Ай=2 мм.Остаточные радиальные перемещения15 Л В сферической оболочки от сварки соединения между донышком и поясом конструкции, полученные расчетом, при расстоянииот сварного шва по дуге меридиана О, 100,200, 300 мм соответственно следующие, мм:20 -2,0; -1;18; -0,52; -0,11.Таким образом радиус кривизны донышка 1 и лепестков 2 пояса конструкции взоне сварного соединения между ними должен быть увеличен на величину ЛЯ=2 мм, а25 на расстояния 100 и 200 мм от сварного швасоответственно на 1,18; 0,5 мм для компенсации провала данной оболочки врезультате укорочения зоны остаточныхпластических деформаций,30 Использование такого способа.формирования листовых заготовок и сборки их подсварку позволяет уменьшить остаточные радиальные отклонения оболочки до допускаемых величин,35Формула изобретения Способ изготовления сварных оболочковых конструкций путем формообразова- ния деталей и последующей их сборки и 40 сварки, по которому до сварки кромкам деталей пластическим . деформированием придают компенсирующий обратный выгиб, от л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности сферических конструк ций, повышения работоспособности и снижения трудоемкости изготовления конструкций, величину обратного выгиба ЛЯ определяют по формуле 2 ф( Рсф + Т ) зп ф 0К+ /2, а 1(РЯ ),2 М55где В,д - эдиу и толщина сферическойконструкции;Я - длина дуги, отсчитывается от сварного шва по меридиану сферической конструкции;1,2853 --- жесткостные параметрыч Всферической конструкции;ЕдгЕ - модуль упругости материала конструкции;Рсф - равномерно распределенная по длине сварного соединения нагрузка от его продольного укорочения, определяемая по формулеЕЧф ВзпроЧ - объем продольного укорочениясварного соединения, приходящийся наединицу длины;р - центральный угол, соответствую щий радиусу кругового сварного соединения;Т. М - единичная сила и изгибающиймомент взаимодействия между свариваемыми элементами;10 в 1 (8 Я) - Функции Г.В. Клишевича;Ъвой) =е ф созфЯ1609531 ецактор Н, Швыдкая Заказ 36 ПИ Гос дре/7 п 8 гид оставитель Ю. Самохваловехред М,Моргентал . Корректор Н, Ревская Подписное ениям и открытиям при ГКНТ СССкая наб., 4/5 Тираж 597рственного комитета по изобре 113035, Москва, Ж, Рауш изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10