§ 5. Распределение напряжений в комбинированных соединениях с лобовым и фланговыми швами

Распределение напряжений в соединениях с накладками неравномерно. В тех соединениях, где стыковые швы перекрыты односторонними накладками, образуется эксцентриситет, в ре­зультате которого появляется изгибающий момент. В таких соединеЕШЯх напряжения не только не уменьшаются по сравне­нию со стыковым швом без накладки, но даже заметно возра­стают. В соединениях, не имеющих стыковых швов, накладки также вызывают значительную концентрацию напряжений.

На рис. 5-13 показаны результаты экспериментального изу­чения распределения напряжений в различных поперечных сече­ниях (В- В; В—Б; Л—Л) соединений с односторонними наклад-

124

нами (рис. 5-13, а). Накладки приварены к соединяемым поло­сам только фланговыми швами.

Из рис. 5-13,6 следует, что распределение напряжения по по­перечным сечениям элементов в зоне накладок очень неравно­мерно. В точках, близко расположенных к фланговым швам.

А-А

н			_
4	1		---------------_==А		\
«*		н-н
		-		^^Л
ю 9		-Т-Р
		•f-g

А-А

Й=^

1___L

Рлс. 5-13, Распределение напряжений tt соедине­ниях с накладками без стыковых швов:

о) аид соединения; б) неравномерное распределение а между фланговыми швамн; в) равномерное распределе­ние з к соединениях с лобовым и фланговыми швами

ооразуется концентрация напряжений; точки, удаленные от швок-. и лежащие возле оси элемента, напряжены весьма слабо. Вдали от накладок эпюра напряжений в поперечном сечении выравни­вается, и элемент работает более равномерно. Неравномерность распределения напряжений по поперечному сечению накладок значительно уменьшается при добавлении к фланговым швам, лобового.

125

На рис. 5-13, в показано распределение напряжений в соеди­нении с накладками в сечениях Я—Я, Е—Е, А—А. По сечению напряжения распределены также неравномерно, однако концент­рация напряжений в соединениях, показанных на рис. 5-13,6, значительно больше, чем в соединениях, показанных на рис, 5-13, в.

§ 6. Распределение усилий в роликовых соединениях, сваренных контактным способом

В соединениях, выполненных роликовой контактной сваркой, неравномерность распределения напряжений вызвана следующи­ми факторами;

1) неравномерностью распределения напряжений ст в зоне шва по толщине детали при растяжении;

коэффициент концентрации напряжений А'_т при растяжении деталей может быть приближенно выражен формулой

	А'г =	= 2,3	~у cth 2,3	-f, (5.20)
а)	5п*сс<> .			где s — толщина дета­ли; b — ширина роли-
6а - -L_	£-':' 1Ш' '	1
	1 EOS
		1		Как правило, К7 не-
Ь)				велик, например,
	<^>			при b — 2,3s
<>ч S "I	ZZZ___лв^		_b=~ft„

^ А; --- cth 1 ^ 1,32

Рис. 5-14. Соединения с роликовыми швами:

а) неравномерное распределение а по толщине; ^Р^и ^ "'"'" 4iO S

б) изгиб соединения

АГ_Т.= 1,09,

т. е. К₇ в большинстве случаев лишь незначительно превышает единицу.

Неравномерное распределение ст при растяжении показано на верхней эпюре рис. 5-14, а;

2) изгибом детали;

изгиб деталей показан на нижней эпюре рис. 5-14.6.

Напряжение от изгиба

'&„

Ь I / Зз„

s У

(5.21)

где сг₀ — номинальное напряжение в соединении от растягиваю­щей силы.

126

Как видно из формулы (5.21), напряжение от изгиба а_11М не является линейной функцией от номинального напряжения а₀. Это объясняется тем обстоятельством, что с увеличением сто гменьшается плечо силы. Например, при fe/s—Зи оо—80 кГ/мм²

3-

- 135 к Г; мм²;

20000

отношение	Зизг	135 _ 8() =	-1,69;
	5()
при с0 == 20 кГ/мм2
3 ■ 20		60 " 1,16	— 51 кГ/мм2
1 + 3 ]/-	3 - 20 20000
сг,пг Ol	2,52.
-0 ~"

Чем меньше напряжение <то, тем ближе ""^зг к трем.

Следует помнить, что вывод верен лишь при работе соедине­ний в пределах упругих деформаций. За пределом текучести происходит некоторое выравнивание напряжений и коэффициент концентрации при этом снижается.