4. Концентрация напряжений в стыковых и угловых сварных соединениях.
Когда поверхность имеет форму, показанную на рис. 1.21, распределение напряжений по сечениям становится неравномерным. Наиболее значительная концентрация напряжений наблюдается в местах переходов от шва к основному металлу, расположенных у выступов (усилений) шва. Зона шва, сопряженная с основным металлом, испытывает концентрацию напряжений. Средние напряжения на оси шва несколько меньше напряжения в основном металле вне соединения.
Рис. 1.21
Теоретическим путем установлено, что концентрация напряжений в зоне стыкового шва может иметь три причины:
1. Концентрация напряжений, определяемая очертанием шва. Уменьшение местных утолщений шва и обеспечение плавных переходов от шва к основному металлу являются эффективными средствами снижения концентрации напряжений в стыковом соединении..
2. концентрация напряжений в стыкуемых элементах в следствии смещения (депланации) кромок соединяемых деталей
3. Концентрация напряжений в результате местного изгиба, вызываемого остаточной деформацией при сварке.
Коэффициенты концентрации характеризуют распределение напряжений лишь при работе соединений в пределах упругих деформаций
5. Расчет прочности стыковых и угловых соединений при статической нагрузке.
Расчет сварных швов встык не производится, если расчетное сопротивление металла шва равно расчетному сопротивлению основного металла и при этом начало и конец шва выведены на выводные планки, а корень шва подварен. В этом случае швы должны выполняться прямыми. В тех случаях, когда расчетное сопротивление металла шва ниже расчетного сопротивления основного металла, нормами проектирования стальных конструкций разрешается стыковые швы выполнять прямыми и косыми, при этом их расчет должен производиться по следующим формулам:
А
)
прямые швы :
На сжатие
На растяжение
Б) косые швы
Где N – расчетное
продольное сила , дейчтвующая на
соединение; lш –
расчетная длина шва ;
-
наименьшая толщина соединяемых элементов;
-
угол между направлением продольной
силы и швом; Все указанные R
– расчетные , табулированные сопротивления
св шва.
При действии изгибающего момента М напряжения в шве ровны
(момент
сопротивления св шва Wш
равен моменту сопротивления основного
сечения.)
если изгибающий момент действует на
соединение вмести с нормальной силой
то
при действии поперечной силы
где
Q – поперечная
сила J и S
– момент инерции и сопротивления шва.
При действии сгибающего момента и
поперчной силы ;
где
нормальные
напряжения от изгиба.
-
касательные напряжения
Углевые швы рассчитываются на прочность по состоянию разрушения
В соединениях с угловыми швами допускаются малые пластические деформации. Прочность угловых швов зависит от направления действующего усилия.
Наибоьшаяпрочность на отрыб обьясняется возникновением жесткого обьемного напряжения сост. по сравнению с работай на срез . Общее условие прочности в соединении с угловыми швами
hш – толщина шва.
-
коэф. размеров шва