649 РССиК 14.04.2020

14.04.2020 Оценка прочности соединений, выполненных сваркой плавлением.

В различных отраслях промышленности и строительства расчет сварных металлических конструкций производят, основываясь на различных исходных положениях. Например, в машиностроении расчет ведется по допускаемым напряжениям, а в промышленном строительстве - по предельным состояниям. При расчете по допускаемым напряжениям исходят из того, что действующие в отдельных элементах конструкции напряжения не должны превосходить предел упругости, т. е. вся работа конструкции должна протекать в упругой стадии материала. Практически в качестве предельных напряжений принимается предел текучести материала. Значение допускаемых напряжений зависит от свойств материалов, точности производимых расчетов, вида усилий (растяжение, сжатие, изгиб или срез), особенностей технологического процесса, характера нагрузок, при которых работает конструкция. Основная формула расчета: а где Wm - момент сопротивления сечения шва. В металле швов сварных конструкций могут возникать напряжения двух родов: рабочие и связующие. На рис. 28, а две полосы, соединенные стыковым швом, подвергаются растяжению. Очевидно, что сварной шов в этой конструкции необходим, так как при разрушении шва разрушится и вся конструкция. То же самое произойдет и в соединении, изображенном на рис. 28, б. Сварной шов в этом соединении также необходим. Сварные соединения, разрушение которых влечет за собой выход из строя конструкции, будем называть рабочими, а напряжения, действующие в этих соединениях, - рабочими напряжениями. Иначе работает наплавленный металл в шве, расположенном вдоль направления нагрузки (рис. 28, в, г). Шов здесь деформируется вместе с основным металлом; при этом возникают напряжения, которые не опасны для прочности конструкции. Их называют связующими. Стыковые соединения представляют собой наиболее совершенную форму сварных соединений, в которых концентрация напряжений невелика. Проверочный расчет стыковых соединений по допускаемым напряжениям производят определением напряжения в сварном шве и сравнением его с допускаемым. Если элемент работает на растяжение, то допускаемое усилие в сварном стыковом соединении N=[G%S1P. '-Щ При сжатии допускаемое усилие где [а']р и [а']сж - допускаемые напряжения растяжения и сжатия стыкового шва; S - толщина основного металла, так как усиление шва не учитывается; /р - расчетная длина шва. 
Проверка прочности угловых швов заключается в сравнении на 3 пряжений, возникающих под действием приложенных к сварному соединению усилий, с соответствующими нормативными расчетными сопротивлениями и коэффициентами условий работы. При этом сравнивать можно как по напряжениям, возникающим в металле шва, так и по напряжениям в металле участка сплавления. При действии на угловые швы (лобовые и фланговые) продольной или поперечной силы прочность их проверяют на условный срез: где п - число швов в соединении; (3 - коэффициент, который характе ризует вид сварки, положение шва и толщину свариваемых де талей; Ry - расчетное сопротивление срезу углового шва. Угловые соединения в связующих элементах расчету на прочность не подлежат. Наибольшая концентрация напряжений имеет место в нахлесточных соединениях, а также при приварке усиливающих элементов непосредственно к сварному узлу. Такие сварные узлы в большей степени подвержены усталостным разрушениям. Специальный расчет прочности стыков, сваренных контактной сваркой и работающих при статической нагрузке, не производится. Прочность стыка обеспечивается прочностью самого элемента. Проверка выносливости сварных соединений производится по 1 формуле где а - коэффициент учета числа циклов; Rv - расчетное сопротивление усталости; yv - коэффициент, зависящий от алгебраического знака наибольшего по абсолютному значению напряжения.