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.

1. 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.