7. Работа сварных соединений с угловыми швами при повторных нагрузках

Угловыми швами могут быть и фланговые, и лобовые. Фланговые швы, расположенные по кромкам прикрепляемого элемента параллельно действующему усилию, вызывают большую неравномерность распределения напряжений по ширине сечения. Неравномерно они работают и по длине; наиболее интенсивна передача усилий по концам швов, где раз­ность напряжений в соединяемых элементах наибольшая. Лобовые швы более равномерно передают усилия по ширине, чем фланговые, но крайне концентрированно и неравномерно по толщине шва вследствие его малых поперечных размеров. В основном они рабо­тают на осевую силу, срез и изгиб.

Рис. Фланговые швы А)распределение напряжений у фланговых швов.Б) разрушение шва.

Рис.2. Работа лобового шва: а) траектории силовых линий;б) концентрация напряжений;

Рис.3. Мероприятия по уменьшению концентрации напряжений у швов: а) плавный подход листа;б) обработка и обрез конца листа;в) острожка накладокг)обработка поверхности шва.

Угловыми швами выполняются соединения внахлестку, и они могут быть фланговыми и лобовыми. Фланговые швы, расположенные по кромкам прикрепляемого элемента параллельно действующему усилию,вызывает большую неравномерность распределения напряжений по ширине соединения. Неравномерно они работают и по длине,т.к. концы шва испытывают дополнительные усилия вследствие разной напряженности и неодинаковых деформаций соединяемых элементов в области шва.Фланговый щов вызывает значительную неравномерность распределения напряжений в соединении. Лобовые швы неравномерно передают усилия по толщине швавследствие резкого искривления силового потока при переходе усилия с одного элемента на другой.рис.2. Особенно велики напряжения в корне шва. Уменьшение концентрации напряжений в соединении может быть достигнуто плавным примыканием привариваемой детали,механической обработкой (сглаживанием),зачисткой поверхности шва и конца накладки,увеличением пологости шва,сварку производить так,чтобы .

8. Работа болтовых соединений при повторных нагрузках

F – соединение работает как упругое тело

– соединение работает как упруго пластическое тело со сдвигом при каждом цикле

Работа соединений на действие повторных нагрузок имеет несколько разновидностей.

1. Если силы стягивания соединения болтами велики и внешние повторные нагружения не преодолевают сил трения, возникающих при этом между соединяемыми элементами, то соединение сохраняет свою монолитность и

работает упруго, как основной металл. Так работают соединения на высокопрочных болтах.

2. Если силы стягивания соединений на болтах нормальной, повышенной точности и несущих высокопрочных недостаточны и силы внутреннего трения F преодолеваются в соединении внешними сдвигающими силами, то соединение

начинает работать как упругопластическое тело. Если такое соединение довести до развития пластических деформаций (преодолеть силы внутреннего трения), а затем разгрузить то пока не будет преодолено внутреннее трение в обратном

направлении, разгрузка произойдет по упругому закону (первоначальные остаточные деформации соединения при этом сохранятся). Упругий закон будет распространяться не на разгрузку F, как при первом нагружении, а на 2F, что

может быть объяснено особенностями природы сухого трения, т. е. соединение при повторных нагружениях и разгрузках сдвигающей силой N, не превышающейудвоенной силы трения 2F, претерпев первые неупругие сдвиги, в последующем

будет работать упруго. Таким образом, повторные нагружения как бы увеличивают область упругой работы соединения в 2 раза. Это сильно уменьшает деформативность соединений после первых нагружении

В соединениях работающих на вибрационную нагрузку, применяют заклепки или высокопрочные болты.

При непрерывной повторной вибрационной нагрузке соединение работает упруго, так как размер изменения усилий обычно меньше значения сопротивлений трения. Упругая работа соединения не способствует выравниванию усилий между

болтами соединения, и крайние болты работают сильнее средних. Отверстия в соединении и сложнонапряженное состояние материала около отверстий способствуют концентрации напряжений и появлению пиковых напряжений. Оба эти явления понижают вибрационную прочность соединения по сравнению с вибрационной прочностью основного материала вне соединения и создают условия для проявления усталости металла. Реже разрушаются от усталости заклепочные или болтовые стержни. Они разрушаются в местах концентрации напряжений, т. е. в местах примыкания

стержня к головке или в средней, обминаемой краями листа части стержня. Снижение вибрационной прочности соединения учитывают снижением расчетного сопротивления материала.