1.17. Сварные нахлесточные соединения. Типы швов. Распределение напряжений по длине флангового шва, рекомендуемые пределы длин фланговых швов:

Угловые швы образуются при сваривании деталей нахлесточных соединений, кромки которых не имеют скосов. Угловые швы наиболее часто выполняют с нормальным поперечным сечением с соотношением катетов 1:1.

Рассчитывают угловые швы по касательному напряжению. Разрушение углового шва происходит по наименьшему сечению по плоскости, проходящей через биссектрису прямого угла. Размер шва в этом сечении , второй размер – длина шва. Катет сварного шва выбирают из соотношения:

Для уменьшения коэффициента концентрации напряжений можно применять швы с соотношением катетов 1:2, вогнутые швы.

Деформация сварных деталей под нагрузкой приводит к неравномерности нагружения швов. Особенно ощутима концентрация напряжения в продольных (фланговых) швах, расположенных вдоль действующей силы. Причем чем длиннее швы, тем значительнее неравномерность. В связи с этим ограничивают длину фланговых швов. Из-за неизбежных дефектов по концам швов вследствие нестабильного горения дуги не следует делать фланговые швы короче 30 мм: мм.

Сварные швы следует делать симметричными относительно действующей силы, что исключает появление внешних моментов.

1.18. Расчет нахлесточчных соединений, нагруженных растягивающей (сжимающей) силой, изгибающим моментом и силой + момент:

Разрушение угловых швов при статическом нагружении происходит по наименьшей площади, проходящей по биссектрисе прямого угла. В опасном сечении угловые швы испытывают сложное напряженное состояние, которое трудно описать. Поэтому расчет угловых швов проводят по касательному напряжению, равномерно распределенному по высоте опасного сечения.

При центральном нагружении, когда линия действия силы проходит через центр тяжести швов:

, где - допускаемое касательное напряжение для угловых швов

- площадь опасного сечения

- суммарная длина швов

- коэффициент проплавления

При сварке несимметричных швов:

Из условия равнопрочности:

Случай нагружения соединения моментом T, действующим в плоскости стыка деталей:

Напряженное состояние комбинированных угловых швов приближенно оценивают величиной касательного напряжения в опасном сечении шва. Допущения:

- сечение стремится повернуться вокруг центра тяжести площади опасного сечения швов

- свариваемые детали считают абсолютно жесткими, а деформируются только швы

За расчетный параметр принимаем сечение , развертываемое в плоскость действия момента. Рассмотрим площадку , расположенную на радиусе , и фиксированное положение площадки на радиусе . Согласно закону Гука, напряжения в площадках пропорциональны своим радиусам:

Элементарная сила , действующая на площадке , перпендикулярна радиусу : , элементарный момент .

,

где - полярный момент инерции повернутой на плоскость стыка поверхности разрушения.

Из условия прочности получим следующее выражение:

При совместном нагружении соединения силой F и моментом T, рассматривают несколько точек и находят самую опасную.

, где L –суммарная длина сварных швов

- суммарное касательное напряжение в наиболее опасной точке. По теореме косинусов найдем модуль . Условие прочности выглядит следующим образом: