книги / Несущая способность сварных соединений
..pdf
кривых 'Ум=,ФО/х) (рис. 1.6,6) видно, что в рассматриваемом диапазоне к, где действует эффект контактного упрочнения мягких прослоек, обе зависимости совпадают, Исключение составляет область, в которой параметр 1/к приближается к 4 и наблюдается незначительное отличие в результатах. Аналогичные данные мож но получить и для других прослоек, представленных на рис. 1.1. Таким образом, линии скольжения, построенные графоаналитиче-
мягких прослойках сварных соединений.
ским методом, для рассматриваемого класса задач достаточно точно описываются циклоидами.
Для получения расчетной оценки напряженного состояния и статической прочности механически неоднородных сварных соеди нений полагали, что контактную границу мягкого и твердого ме талла, в общем случае имеющую произвольный относительно оси х наклон, можно представить в виде бесконечно большого числа отрезков, параллельных оси х (рис. 1.7). Каждый из рассматри ваемых отрезков в принятой системе координат определяется вы ражением h i = h o + 2 jdgcp. Сложную форму прослоек можно раз
бить на бесконечное число дискретных областей с соответствую щими прямоугольными границами металлов М и Т. В пределах данных областей радиус производящего круга циклоид постоянен и задача по нахождению характеристик линий скольжения сводит ся к задаче для прямоугольной прослойки. Принимая в дискрет
ных областях систему |
координах XiOtUi и решая систему диффе |
||||
ренциальных уравнений равновесия |
(1.1) |
совместно |
с условием |
||
пластичности |
(ах — °у)г |
4 тл:у = 4&м |
|
(1*6) |
|
|
|
||||
с учетом граничных условий |
|
|
|
|
|
У/ = О, |
^ у = 0 ; |
у1= |
^12, |
тлу = т«р, |
(1.7) |
получаем распределение касательных напряжений по высоте |
(тол |
щине) прослоек: |
|
= |
( 1-8) |
По результатам испытания на статическое растяжение образ цов из свинца С-1, припоя ПОС-ЗО, олова 0-1 и аппроксимации ди аграмм истинных напряжений получали выражения:
для свинца С— 1, <j?=20eJ’177,
для припоя ПОС=30, <т«=50е£’553, |
(1-17) |
для олова 0 = 1 , ori=27e?'lls. |
|
Картины муаровых полос, отражающие характер пластическо го деформирования образцов с прослойками различных геометри ческих форм, предопределяли правильное построение для данного случая полей линий скольжения. Расшифровка картин позволила выявить опасные зоны локализации пластических деформаций и сравнить теоретическое распределение напряжений с эксперимен тальным.
1.5. НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С ПРЯМОУГОЛЬНОЙ МЯГКОЙ ПРОСЛОЙКОЙ
К сварным соединениям с прямоугольной мягкой прослойкой от носятся соединения, выполняемые по щелевой разделке кромок как плавящимся, так и неплавящимся электродом механизированными и автоматическими способами [133]. Сварной шов, выполненный присадочным металлом с невысокими по сравнению с основным металлом прочностными свойствами (однако большей пластично стью), представляет собой мягкую прослойку. Несущая способ ность рассматриваемого соединения определяется степенью меха нической неоднородности Кв, зазором под сварку и толщиной со единяемых листов. Рациональное сочетание данных параметров позволяет достигнуть уровня прочностных свойств основного ме талла.
Как отмечено ранее, при деформировании сварного соединения с прямоугольной мягкой прослойкой растягивающими или сжима ющими усилиями линии скольжения в предельном состоянии пред ставляют собой циклоиды, получаемые качением производящего круга с радиусом rc= (h/2)
|
---- — по прямой y = h l2 для |
||
семейств ^ |
к„—1 |
В этом случае контактные |
|
и y —hj2 — для семейств |
|||
касательные напряжения для диапазона |
тонких прослоек (хр< |
||
<x=^0,25) |
определяют по выражению (1.3) с учетом ф= 0. Нор |
||
мальные напряжения ау и ох, действующие |
в срединном сечении |
||
прослойки |
(сечении 2 yfh—O) согласно (1.12) |
и (1.13); |
|
(1.18)
Данные выражения справедливы в области поля циклоид (в зоне сложного напряженного состояния), т. е. начиная с точки
