
- •Тема: Вступ. Основні поняття напруженого деформованого стану суцільного середовища
- •1.Мета і завдання дисципліни
- •2.Поняття про внутрішні напруження та їх класифікація.
- •3.Види деформації.
- •4. Напруження та деформації в стержні
- •Утворення напружень та деформацій при зварюванні
- •5.Розрахунок напруженого стану біля концентраторів напружень
- •Лекція №3 Тема: Основні розрахункові методи визначення залишкових напружень
- •2. Розрахунковий метод Трочуна
- •Тема: Розрахунок напружень в зварному шві при контактному зварюванні
- •Тема: Концентрація і розподіл напружень в зварних з’єднаннях
- •1. Напружений стан біля концентраторів напружень (див. Матеріал практичної 1)
- •2. Причини виникнення концентрації напружень в зварних конструкціях
- •Напружений стан при однопрохідному зварюванні
- •1. Розподіл напружень в стикових швах
- •3.Розподіл напружень в лобових швах
- •2 Напруження при електрошлаковому зварюванні.
- •Тема: Визначення залишкових напружень за допомогою руйнуючих методів
- •1. Вимірювання напружень з допомогою деформометра
- •Методика проведення замірів:
- •2. Деформометри з індикаторами годинникового типу
- •3. Деформометри з оптичними перетворювачами
- •4.Деформатори з ємнісними перетворювачами
- •Тема: Електротензометрія
- •Вимірювання напружень за допомогою дротяних тензометрів опору
- •Вимірювання напруження за допомогою фольгових тензодатчиків
- •Вимірювання напружень за допомогою напівпровідникового тензометра опору
- •Вимірювання напружень в глибині матеріалу
- •Тема:Неруйнівні методи визначення напружень
- •1. Магніто-пружний метод визначення напружень.
- •2. Поляризоційно-оптичний метод визначення напружень.
- •Тема: Деформації зварних конструкцій
- •1. Класифікація зварювальних деформацій
- •2 Визначення усадкової схеми
- •3 Деформації повздовжнього вкорочення від зварювальних повздовжніх швів
- •4 Деформації поперечного вкорочення
- •5. Деформації повздовжнього вкорочення при зварюванні повздовжнього і поперечного швів
- •6. Деформації згину
- •Тема: Деформації згину при зварюванні в стик
- •Тема: Деформації згину при зварюванні таврових з’єднань.
- •Кутові деформації
- •Кутові деформації при зварюванні стикових з’єднань.
- •Кутові деформації при зварюванні таврових з’єднань
- •Тема:Деформації тонколистових конструкцій,деформації складних конструкцій
- •1 Деформації втрати стійкості
- •Вплив залишкових деформацій на технологічні показники зварних конструкцій. Динамічні тонні міцність зварних конструкцій
- •2 Вплив деформації що виникають при зварювані на працездатність та технологічність зварних конструкцій.
- •3 Міцність зварних з’єднань при динамічних навантаженнях.
- •4 Вплив на втомну міцність технологічних дефектів
- •5 Втомна міцність різних видів зварних з’єднань
- •6 Принципи проектування зварних конструкцій призначених для роботи при змінних навантаженнях. Шляхи підвищення втомної міцності
- •7 Розрахункова оцінка витривалості зварних з’єднань
- •Методи зменшення та усунення залишкових зварювальних напружень та деформацій
- •1 Класифікація методів зменшення залишкових напружень і деформацій. Загальні принципи зменшення зварювальних напружень та деформацій.
- •2 Методи попередження зварювальних деформацій. Зварювання концентрованим джерелом нагрівання
- •3 Застосування захисних пристосувань
3.Розподіл напружень в лобових швах
Вивчення
розподілу напружень в лобових швах
проводиться на основі теорії пружності
і пластичності. Великий вплив на розподіл
напружень поперечного перерізу лобових
швів має глибина проплавлення e,
кут при вершині
,
лобового шва і схема прикладання
навантажень.
Рисунок-2 Елементи перерізу
Концентрація напружень помітно зменшується при збільшенні глибини проплавлення, збільшенні кута , і наявності плавних переходів від шва до поверх. деталей , що сполучається . Напруження в лобових швах концентрується в площині АВ, що проходить через корінь шва А.
В напусткових з’єднаннях з двома лобовими швами, зусилля між ними розподіляються рівномірно, якщо ел. мають рівну товщину.
12.10.11.
При неоднаковій товщині розподіл зусиль між елементами визначається за формулою:
;
Де
-зусилля
в шві, що знаходиться на елементі меншої
товщини
.
-
зусилля в шві, що знаходиться на елементі
більшої товщини
.
l- довжина напустку.
Концентрація
напружень має місце також в лобових
швах таврових з ‘єднань.
Дія ребер приварених до елементу на
якій діють розтискуючи сили утворюється
концентрація напружень
,
по перерізу А-А.
Коефіцієнт концентрації напружень у шві таврових з’єднання залежить від його контуру і форми сполучення з основним металом.
2 Розподіл напружень з’єднання з фланговими швами. Розглянемо з’єднання з двох вузьких смуг сполученими швами з катетом k довжиною L.
Основні
елементи під дією розтискуючи сил
видовжуються та переміщаються. У
флангових швах утворюється зсувні
деформації. Найбільші деформації
спостерігаються в точках шва, найменші
в середніх. З’єднання
коли
Теоретичний коефіцієнт концентрації напружень визначатиметься за формулою:
(
Розглянемо розподіл нормальних напружень між фланговими швами з’єднання з накладкою.
Розподіл нормальних
напружень
Де а- половина ширини накладки;
V-
відношення
l- половина довжини накладки
-
середнє дотичне напруження у флангових
швах
Де S- товщина накладки;
-
середнє напруження;
-
довжина шва.
Якщо
,то
теоретичний коефіцієнт концентрації
напружень
l- довжина шва
При значному збільшенні ширини листа з довжиною флангових швів, коефіцієнт концентрації напружень в листі зростає, у з’єднаннях з довгими фланговими швами при невеликій відстані між ними концентрація утворюється в кінцях флангових швів.
У з’єднаннях з короткими швами з великою відстанню між ними концентрація виникає в основному металі між швами. В реальних конструкціях утворюється обидва види концентрації в більш чи менш важеній формі.
Розподіл напружень в комбінованих з’єднаннях. В тих з’єднаннях де стикові шви перекриті односторонніми накладками утворюється ексцентрицитет та появляється згинальний момент. В таких з’єднаннях напруження помітно зростають із стиковими швами без накладок. В тих з’єднаннях, що не мають стикових швів накладки також викликають значну концентрацію напружень. На рисунку зображені результати розподілу напружень в різних перерізах тих з’єднання з накладками, що приварені між фланговими швами.
В точках біля швів утворюється концентрації напружень, а точки, що віддалені від швів напружень слабо . При віддалені від накладок епюра вирівнюється.
Розподіл напружень з’єднаннях з накладками без стикових швів.
а- розподіл напружень між фланговими швами; б- розподіл напружень з’єднанні з лобовими і фланговими швами.
19.10.11.
Напруження при багато прохідному електрошлаковому контактному зварюванні.
Напруження при багато прохідному зварюванні в стик
Утворення повздовжніх напружень при виконані кожного наступного шару багато шарового шва відповідає тим же закономірностям , що і при одно прохідному зварюванні.
В
зоні де під дією високої температури
виникають розтискуючи напруження при
багато прохідному зварюванні поперечне
усадка впливає не тільки на утворення
напружень
і
,але
й на повздовжніх напруженнях
.
Напруження по осі z
відрізняються
значною нерівномірністю внаслідок
неодночасності зварювальних по висоті
шва.
Повне напруження при зварюванні багато прохідного шва необхідно розрахувати з урахуванням того, що в самому шарі по осі z під час його усадки виникають напруження:
Цей
розв’язок справедливий при умові
Де
-
початкова товщина зварювального шва
без напружень.(товщина кореня шва).
При багато прохідному зварюванні листів в стик виникає велика кутова деформація, що призводить до закривання кромок.
Якщо
шов зварюваються в конструкції, що
унеможливлює виникнення кутових
деформацій, то напруження
з
розтискуючи в корені шва переходять в
стискаючі. Найбільш небезпечним місцем
в багато шарових швах низьковуглецевих
сталях є корінь шва, у низьковуглецевих
сталях мають також негативний вплив
поперечне розтягуючи напруження, що
призводить до появи холодних тріщин.