Расчет на прочность сварных соединений Исполнитель
Расчет на прочность сварных соединений
{spoiler=Далее}
Расчет на прочность сварных соединений
Два или несколько сваренных деталей являются сварным узлом. По прочности сварной узел должен быть близким по прочности к цельной детали. Прочность сварного соединения зависит от следующих основных факторов:
- способность к свариванию основного материала,
- способ сварки,
- характер действующих нагрузок.
Хорошо свариваются низко- и среднеуглеродистые стали. Высокоуглеродистые стали, чугуны и сплавы цветных металлов свариваются хуже. Прочность сварного шва снижают непровары, шлаковые и газовые включения. Эти дефекты являются основными причинами образования трещин в процессе сварки и при эксплуатации изделия. Влияние технологических дефектов сварки значительно усиливается при действии переменных и ударных нагрузок.
В результате действия описанных факторов возможное разрушение сварного узла под действием внешних нагрузок происходит в зоне термического влияния, то есть, в зоне шва (рис. 28.11).
Рис. 28.11.
Исходя из этого, расчет прочности стыкового соединения принято проводить по размерам сечения детали в зоне термического влияния. Возможное снижение прочности деталей, связанное со сваркой, учитывается при назначении допускаемых напряжений.
Расчет полосы, состоящей из двух частей, сваренных встык (рис. 28.12а), производится так:
£ (28.4)
где: F – растягивающая сила в Н;
А – площадь сечения полосы в мм2;
b – ширина полосы в мм;
δ – толщина полосы в мм;
[σ] СВ – допускаемое напряжение растяжения для сварного шва;
С учетом коэффициента запаса прочности для сварного соединения можно считать, что
где [σДЕТ] – допускаемое напряжение растяжения для материала дета-
ли, то есть, свариваемых частей полосы.
Рис. 28.12.
Если этот сварной узел нагружен изгибающим моментом М (рис. 28.12б), то расчет производится с учетом осевого момента сопротивления сечения W:
£ (28.5)
Расчет угловых швов приведем на примере соединения полос внахлестку лобовым и фланговыми швами (рис. 28.13). Расчет таких швов приближенно выполняют по среднему напряжению в сечении шва по биссектрисе n – n. Основным напряжением является касательное напряжение τ в этом сечении, а нагрузка считается равномерно распределенной между всеми тремя швами. Условие прочности выглядит так:
£ (28.6)
Рис. 28.13.
где [τСВ] – допускаемое напряжение на срез для сварных соединений.
С учетом коэффициента запаса прочности для сварного соединения можно считать, что
где [τДЕТ] – допускаемое напряжение среза для материала детали, то есть, свариваемых частей полосы.
{/spoilers}
