Выполнить расчет стыкового сварного соединения труб с наружным диаметром D

В стыковом шве под действием растягивающей нагрузке возникают нормальные напряжения. Условие прочности имеет вид:
σp´ = F/Ашв ≤ [σp´], где Ашв - поперечная площадь сварного шва, [σp´] - допускаемое напряжение на растяжение материала сварного шва.
Допускаемые напряжения для сварных соединений деталей из низко- и среднеуглеродистых сталей при статической нагрузке, при автоматической и полуавтоматической сварке под флюсом, электродами Э42А, Э50, принимаемся равны:
[σp´] = [σ] = 180 МПа.
Ашв = π·Dср·s, где s - толщина стенки трубы, Dср = (D + d)/2 = D - s - средний диаметр кольцевого сварного шва, равный среднему диаметру трубы . Тогда:
Ашв = π·( D - s)·s. Из условия прочности находим:
Ашв ≥ F/[σp´] = F/[σ] = 210·103/180 = 1166,7 мм2 ( принималось во внимание, что
1 МПа = 1Н/мм2)
Значит: π·( D - s)·s ≥ 1166,7, или после подстановки числовых данных:
3,14·(130 - s)·s ≥ 1166,7, или после преобразований, получаем квадратное уравнение: s2 - 130·s + 371,6 = 0, решая находим s = 2,9 мм, принимаем s = 3,0 мм.
Фактический внутренний диаметр равен: d = D - 2·s = 130 - 2·3,0 = 124 мм.
Фактическая площадь поперечного сечения шва:
А = π·(D2 - d2)/4 = 3,14·(1302 - 1242)/4 = 1196,7 мм2.
Действительные напряжения равны:
σд = F/А = 210·103/1196,7 = 175,45 Н/мм2 = 175,45 МПа < [σp´] = 180 МПа.
Ответ: d = 124 мм, s = 3,0 мм.