1. Обобщенное решение для комбинированной нагрузки
Нагрузка в плоскости, перпендикулярной плоскости шва, вызывает в шве растягивающее или сжимающее напряжение .
Нормальное напряжение от осевого усилия FZ
Где:
|
FZ |
осевое усилие [Н, фн]. |
|
A |
площадь сварочной группы [мм2, д2]. |
Нормальное напряжение от изгибающего момента M
Где:
|
u |
константа |
|
|
- при расчете в метрических единицах u = 1000 |
|
|
- при расчете в британских единицах u = 12 |
|
M |
изгибающий момент [Нм, фунт фут] |
|
rY |
расстояние между исследуемой точкой и центром масс сварочной группы по оси Y [мм, д] |
|
I |
момент инерции сварочной группы относительно нейтральной оси X [мм4, д4] |
Полное нормальное напряжение
= F ± M [МПа, фунт/кв.дюйм]
Где:
|
F |
нормальное напряжение от осевого усилия FZ [Н, фунт] |
|
M |
нормальное напряжение от изгибающего момента M [мм, д] |
Нагрузка в плоскости шва вызывает в шве напряжение сдвига :
Напряжение среза от усилия среза FY
Где:
|
FY |
усилие среза [Н, фн] |
|
A |
площадь сварочной группы [мм2, д2] |
Напряжение среза от крутящего момента T
- компонент X напряжения
- компонент Y напряжения
Где:
|
u |
константа |
|
|
- при расчете в метрических единицах u = 1000 |
|
|
- при расчете в британских единицах u = 12 |
|
T |
крутящий момент [Нм, фн фт] |
|
rX |
расстояние между исследуемой точкой и центром масс сварочной группы по оси Y [мм, д] |
|
rY |
расстояние между исследуемой точкой и центром масс сварочной группы по оси Y [мм, д] |
|
J |
полярный момент инерции сварочной группы [мм4, д4] |
Полное напряжение среза
Где:
|
XT |
компонент X напряжения среза от крутящего момента T [МПа, фн/кв.дюйм] |
|
Y |
напряжение сдвига, вызываемое силой сдвига FY' [МПа, фн/кв.дюйм] |
|
YT |
компонент Y напряжения среза от крутящего момента T [МПа, фн/кв.дюйм] |
Результирующее напряжение среза в исследуемой точке сварного шва
Где:
|
|
полное нормальное напряжение [МПа, фунт/кв.дюйм] |
|
|
полное напряжение среза [МПа, фунт/кв.дюйм] |
2. Нагрузка от изгибающего усилия FY
В расчетах изгибающее усилие может быть заменено комбинацией усилия среза FY, действующего в плоскости шва, и изгибающего момента M, действующего в плоскости, перпендикулярной плоскости шва. После этого напряжение в шве может быть рассчитано с помощью описанной выше процедуры.
Изгибающий момент определяется по формуле:
Где:
|
FY |
усилие среза [Н, фн] |
|
e |
плечо изгибающего усилия [мм, д] |
|
u |
константа |
|
|
- при расчете в метрических единицах u = 1000 |
|
|
- при расчете в британских единицах u = 12 |
3. Нагрузка от произвольного усилия FY
В расчетах произвольное усилие F может быть заменено комбинацией усилия среза FY, действующего в плоскости среза с осевым усилием FZ, и изгибающего момента M, действующего в плоскости, перпендикулярной плоскости среза. Затем с помощью описанной выше процедуры рассчитывается напряжение в шве.
Отдельные компоненты нагрузки определяются по формулам:
- изгибающий момент
- осевое усилие
FZ = F cos [Н, фунт]
- усилие среза
FY = F cos [Н, фунт]
Где:
|
F |
действующая сила [Н, фн] |
|
rF |
плечо силы относительно центра масс сварочной группы [мм, д] |
|
u |
константа |
|
|
- при расчете в метрических единицах u = 1000 |
|
|
- при расчете в британских единицах u = 12 |
|
|
угол приложения действующей силы [°] |
Метод сравнения напряжений