§ 14. Расчет прочности сварных соединений по рекомендации международного института сварки (мис)

МИС рекомендует некоторые методы расчета прочности свар­ных соединений и конструкций. Расчеты составлены на основе экспериментов, проведенных главным образом голландскими учеными по изучению механических свойств швов под действием нормальных и касательных напряжений. Построены диаграммы, характеризующие прочностные свойства при нормальных сжима­ющих, срезывающих и нормальных растягивающих напряже­ниях. Особое внимание при этом уделено расчету угловых швов.

В угловых швах (рис. 4-53), согласно рекомендациям МИС, учитываются следующие составляющие напряжений:

m — напряжение на косой плоскости (рис. 4-53 и 4-54, г), которое разлагается на составляющие;

102

а ±— нормальное напряжение, действующее в критической площади поперечного сечения углового шва а, В швах, имеющих очертания равнобедренных треугольников, критическая площадь совпадает с биссектрисой прямого угла, при этом а=0,7к, где к— катет шва;

т± — касательное напряжение, действующее на той же пло­скости в направлении, перпендикулярном шву;

T:; —касательное напряжение вдоль шва, которое также мо­жет возникать в угловых соединениях.

Для расчета прочности угловых швов рекомендуется вычис­лять эквивалентные напряжения по формуле

Эквивалентное напря­жение а_с должно быть

<М-

При расчете фланго­вых швов (рис. 4-54, с)

напряжения а >_ нх±_ рав­ны 0.

Так как эквивалент­ные напряжения прини-м аются р аввыми допу­скаемому при срезе [т'], то при расчете фланго­вых швов из формулы (4.62) следует, что

(4.62)

Рис. 4-53. Напряжения в угловых швах (составляющие m:oi_, tj, т )

--0,75о_£

(4.63)

Несущая способность двух фланговых швов (рис. 4-54, а) равна 2-0,75сг_са/, где а — ширина наименьшей плоскости шва; /—его длина.

В нормальных швах а = 0,7к.

При расчете прочности двух лобовых швов с неравнобедрен­ным очертанием (рис. 4-54,6) результирующее напряжение тна косой плоскости (рис. 4-54,6) разлагается на составляющие:

Р

21а 21а

sin

При й = -15" (рис. 4-54, г]

cos [1

Р

21а У"2

(4.64;

(4.65)

(4.66)

103

При этом эквивалентное напряжение

о„ ^ V о'

1,8т? =\,67о__ <: ₍Ч'[. (4.67)

Подставляя значение а± из формул (4.66), находим, что несу­щая способность двух лобовых швов

P = 2laO,SS[i'].

В косых швах (рис. 4-54, в)

а)

Рис. 4-54. Растет угловых швов по МИС:

а) флалгавые швы; 6) лобовой шов; в) косые швы; г) деталь углового шва

(4.68) (4.69)

Рекомендуется принимать v = 0,75 при в~0° и v = 0,85 при 0 = 90°; в промежуточных случаях используют линейную интер­поляцию.

104

В комбинированных соединениях, состоящих из фланговых и лобовых швов (рис. 4-55) длиной 1\ и /_2т целесообразно иметь соотношение 0,5/i<C/2 -СЛ,Ы[.

Для комбинации фланговых швов с лобовыми, расположен­ными со стороны широкого листа (рис. 4-55), расчетное усилие равно

Р=. [~'] а (1,5/2 4-0,28/,). (4.70)

Если расположить лобовой шов со стороны более узкого ли­ста, что в практике не применяется, то

Р - [-'] а (0,5/, ~f 0,85/,). (4.71)

В обоих случаях несущая способность соединений значи­тельно снижается, по сравнению с принимаемой в настоящее вре­мя согласно нормам СССР.

В табл. 4.13 сопоставлены не­сущие способности некоторых типов сварных соединений с угло­выми швами, имеющими очерта-

ние равнобедренных треуголыш- _{рис 4}.₅₅," Расчет комбинировав-ков. Как следует из таблицы, _{!|ЫХ ШВ0Б п0 мис}

несущая способность сварных соединении, найденная по мето­ду, предлагаемому МИС, в значительной мере снижается. Это сопровождается увеличением размеров швов и повышением стоимости конструкций, поэтому формулами, разработанными Д1ИС, в СССР не пользуются.

Таблица 4.13 Сопоставление несущих способностей

	Несущая способность
Тип соединения	по методу СССР	по методу МИС
Два фланговых шва . . Один лобовой и два фланговых шва, рав­ных по длине лобово­му ........	2 [-'\а! ■Л \~'\al	2 ■ 0,75\-'\al 1,78 \t')al

105