角焊縫連接的構(gòu)造和計(jì)算(2)ppt課件

1、3.3角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算3.3.1 角焊縫的截面方式和強(qiáng)度角焊縫的截面方式和強(qiáng)度角焊縫按截面方式可分為：直角角焊縫普通、平坡、深熔焊角焊縫按截面方式可分為：直角角焊縫普通、平坡、深熔焊縫和斜角角焊縫。除管構(gòu)造外，夾角大于縫和斜角角焊縫。除管構(gòu)造外，夾角大于或小于或小于60的斜的斜角角焊縫不宜用作受力焊縫。角角焊縫不宜用作受力焊縫。 接受動(dòng)力荷載的銜接中，宜采用平坡或深熔焊縫接受動(dòng)力荷載的銜接中，宜采用平坡或深熔焊縫 第三章 鋼構(gòu)造的銜接2端焊縫受力復(fù)雜端焊縫受力復(fù)雜,其各面均存在正應(yīng)力和剪應(yīng)力其各面均存在正應(yīng)力和剪應(yīng)力,且焊根且焊根處存在嚴(yán)重的應(yīng)力集中，塑性差，但強(qiáng)度

2、高是側(cè)焊縫強(qiáng)處存在嚴(yán)重的應(yīng)力集中，塑性差，但強(qiáng)度高是側(cè)焊縫強(qiáng)度的度的1.351.55倍。倍。強(qiáng)度分析：實(shí)驗(yàn)證明：強(qiáng)度分析：實(shí)驗(yàn)證明：1 側(cè)焊縫以側(cè)焊縫以45最小截面破壞居最小截面破壞居多，主要接受剪應(yīng)力，其應(yīng)力沿多，主要接受剪應(yīng)力，其應(yīng)力沿焊縫長度方向的分布不均勻焊縫長度方向的分布不均勻,呈呈兩端大而中間小的形狀。但塑性兩端大而中間小的形狀。但塑性好好,應(yīng)力可重分布應(yīng)力可重分布,因此在屆臨塑因此在屆臨塑性任務(wù)階段，其應(yīng)力分布的不均性任務(wù)階段，其應(yīng)力分布的不均勻景象漸趨緩和。勻景象漸趨緩和。3.3.1 3.3.1 角焊縫的截面方式和強(qiáng)度角焊縫的截面方式和強(qiáng)度第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.3 角焊縫銜接

3、的構(gòu)造和計(jì)算3斜焊縫受力性能和強(qiáng)度介于側(cè)焊縫和端焊縫之間。斜焊縫受力性能和強(qiáng)度介于側(cè)焊縫和端焊縫之間。規(guī)范規(guī)定：在焊縫計(jì)算時(shí)以側(cè)焊縫強(qiáng)度規(guī)范規(guī)定：在焊縫計(jì)算時(shí)以側(cè)焊縫強(qiáng)度 為基準(zhǔn)為基準(zhǔn)wff3.3.1 3.3.1 角焊縫的截面方式和強(qiáng)度角焊縫的截面方式和強(qiáng)度3.3 角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.3.2 角焊縫的構(gòu)造要求角焊縫的構(gòu)造要求一一 對(duì)焊腳尺寸對(duì)焊腳尺寸 要求：要求：其中其中 最小焊腳尺寸：最小焊腳尺寸： ， 較厚板件的較厚板件的厚度。厚度。留意：假設(shè)留意：假設(shè) , 取取 ； 對(duì)自動(dòng)焊，取對(duì)自動(dòng)焊，取 ； 對(duì)對(duì)T形單面焊，取形單面焊，取 。緣由：焊腳尺寸過小，焊縫因冷卻過

4、快而產(chǎn)生裂痕，緣由：焊腳尺寸過小，焊縫因冷卻過快而產(chǎn)生裂痕，不易焊透，為了保證焊縫的最小承載才干。不易焊透，為了保證焊縫的最小承載才干。 maxminfffhhh1min1.5 thf1tmmt4111.51minfth11.51minfth1minthffh第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.3 角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算3.3.2 角焊縫的構(gòu)造要求角焊縫的構(gòu)造要求最大焊腳尺寸：最大焊腳尺寸： ， 較薄板件的厚度。較薄板件的厚度。留意：對(duì)于貼著板邊焊留意：對(duì)于貼著板邊焊 當(dāng)當(dāng)t6mm時(shí)，時(shí)， 當(dāng)當(dāng)t6mm時(shí)，時(shí)， 緣由：以防止焊縫穿透較薄的焊件，而且焊縫冷卻收縮將產(chǎn)緣由：以防止焊縫穿透較薄的焊件，而且焊縫冷

5、卻收縮將產(chǎn)生較大的焊接剩余變形。生較大的焊接剩余變形。 2tt1-(12)t1hf1.2tminhf(當(dāng)t16)(當(dāng)t16)hfhft2t1t1t22fmax1.2ththmaxfmmth)21 (maxf第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.3 角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算二二 對(duì)焊縫計(jì)算長度對(duì)焊縫計(jì)算長度 要求：要求：其中其中 焊縫最大計(jì)算長度：焊縫最大計(jì)算長度： 靜荷靜荷 動(dòng)荷動(dòng)荷緣由：側(cè)縫應(yīng)力沿長度分布不均勻，兩端較中間大緣由：側(cè)縫應(yīng)力沿長度分布不均勻，兩端較中間大，焊縫越長其差別也越大，太長時(shí)側(cè)縫兩端應(yīng)力可，焊縫越長其差別也越大，太長時(shí)側(cè)縫兩端應(yīng)力可先到達(dá)極限而破壞，此時(shí)焊縫中部還未充沛發(fā)揚(yáng)其先到達(dá)極限

6、而破壞，此時(shí)焊縫中部還未充沛發(fā)揚(yáng)其承載力，這種應(yīng)力分布的不均勻性，對(duì)接受動(dòng)力荷承載力，這種應(yīng)力分布的不均勻性，對(duì)接受動(dòng)力荷載的構(gòu)件更加不利。超越部分在計(jì)算中不予思索。載的構(gòu)件更加不利。超越部分在計(jì)算中不予思索。 假設(shè)內(nèi)力沿角焊縫全長分布，那么計(jì)算長度不受此假設(shè)內(nèi)力沿角焊縫全長分布，那么計(jì)算長度不受此限。限。 焊縫最小計(jì)算長度：焊縫最小計(jì)算長度： 且且緣由：長度過小會(huì)使桿件部分加熱嚴(yán)重，且起弧、緣由：長度過小會(huì)使桿件部分加熱嚴(yán)重，且起弧、落弧坑相距太近，加上一些能夠產(chǎn)生的缺陷，使焊落弧坑相距太近，加上一些能夠產(chǎn)生的缺陷，使焊縫不夠可靠。縫不夠可靠。 焊縫計(jì)算長度：每條實(shí)踐長度減去焊縫計(jì)算長度：每

7、條實(shí)踐長度減去2hf2hfwlmaxminwwwlllfwhl60maxfwhl8minmmh40f3.3.2 3.3.2 角焊縫的構(gòu)造要求角焊縫的構(gòu)造要求fwhl40max3.3 角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算第三章 鋼構(gòu)造的銜接三三 對(duì)繞角焊的要求對(duì)繞角焊的要求 當(dāng)角焊縫的端部在構(gòu)件轉(zhuǎn)角處時(shí)，必需延續(xù)地作當(dāng)角焊縫的端部在構(gòu)件轉(zhuǎn)角處時(shí)，必需延續(xù)地作長度為長度為 2 的繞角焊。的繞角焊。四四 對(duì)搭接長度的要求對(duì)搭接長度的要求 在搭接銜接中，當(dāng)僅采用正面角焊縫時(shí)，其搭在搭接銜接中，當(dāng)僅采用正面角焊縫時(shí)，其搭接長度不得小于焊件較小厚度的接長度不得小于焊件較小厚度的5倍，并不得小于倍，并不得小于25mm。五

8、五 對(duì)僅用兩條側(cè)面角焊縫銜接時(shí)的要求對(duì)僅用兩條側(cè)面角焊縫銜接時(shí)的要求 當(dāng)板件的端部僅有兩側(cè)面角焊縫銜接時(shí)，每條當(dāng)板件的端部僅有兩側(cè)面角焊縫銜接時(shí)，每條側(cè)面角焊縫長度側(cè)面角焊縫長度l不宜小于兩側(cè)面角焊縫之間的間不宜小于兩側(cè)面角焊縫之間的間隔隔 b；同時(shí)；同時(shí)b不宜大于不宜大于16t當(dāng)當(dāng)t12mm或或200mm當(dāng)當(dāng)t12mm，t為較薄焊件的厚度。不滿足此規(guī)為較薄焊件的厚度。不滿足此規(guī)定時(shí)，應(yīng)加焊正面角焊縫，或加槽焊或加電鉚釘。定時(shí)，應(yīng)加焊正面角焊縫，或加槽焊或加電鉚釘。 fh第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.3 角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算bl第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.3 角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算3.3.3 直角角焊

9、縫的計(jì)算直角角焊縫的計(jì)算一一 根本假定根本假定1一切角焊縫只接受剪應(yīng)力，其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為一切角焊縫只接受剪應(yīng)力，其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為 2焊縫計(jì)算截面為焊縫計(jì)算截面為45最小截面，有效高度最小截面，有效高度 面積為面積為 。二二 根本計(jì)算公式根本計(jì)算公式焊縫接受焊縫接受Nx、Ny，在有效截面上產(chǎn)生的應(yīng)力，在有效截面上產(chǎn)生的應(yīng)力可分解為三個(gè)方向應(yīng)力，可分解為三個(gè)方向應(yīng)力，即即 、 、wfwelhlh7 . 0wfffehh7 . 0wexxlhNweyylhNwezzlhN第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.3 角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算xN為了便于計(jì)算，不計(jì)諸力的偏心作用，并以為有效截面上諸為了便于計(jì)算，不計(jì)諸力的偏心

10、作用，并以為有效截面上諸應(yīng)力都是均勻分布的。應(yīng)力都是均勻分布的。wfzyxyxf222)(2/313.3.3 3.3.3 直角角焊縫的計(jì)算直角角焊縫的計(jì)算wff3)( 32/22z/2/fx2/fx2/fy2/fywffyfxfyfxf3)2/2/(32/2/2/22第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.3 角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算3.3.3 直角角焊縫的計(jì)算直角角焊縫的計(jì)算二二 根本計(jì)算公式根本計(jì)算公式如只需如只需Ny，那么，那么 其中：其中： 端焊縫受力總和；端焊縫受力總和； 側(cè)焊縫受力總和；側(cè)焊縫受力總和； 端焊縫強(qiáng)度提高系數(shù)，靜載時(shí)為端焊縫強(qiáng)度提高系數(shù)，靜載時(shí)為1.22，動(dòng)載時(shí)為，動(dòng)載時(shí)為1.0。斜焊

11、縫為。斜焊縫為22fffwfffff。3sin112第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.3 角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算三三 幾種典型的焊縫受力分析幾種典型的焊縫受力分析 1焊縫受軸心拉力蓋板銜接的端焊縫焊縫受軸心拉力蓋板銜接的端焊縫2焊縫受軸心剪力蓋板銜接的側(cè)焊縫焊縫受軸心剪力蓋板銜接的側(cè)焊縫焊縫計(jì)算長度：每條實(shí)踐長度減去焊縫計(jì)算長度：每條實(shí)踐長度減去2hfwffwfflhN0.7NNhfNNhfNhfNNN3.3.3 3.3.3 直角角焊縫的計(jì)算直角角焊縫的計(jì)算wfwfflhN0.73.3 角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算第三章 鋼構(gòu)造的銜接3角鋼銜接焊縫的計(jì)算角鋼銜接焊縫的計(jì)算 角鋼銜接焊縫普通可采用兩面?zhèn)群?，也?/p>

12、采用三面圍焊或角鋼銜接焊縫普通可采用兩面?zhèn)群?，也可采用三面圍焊或L形焊。其計(jì)算方法如下：形焊。其計(jì)算方法如下：角鋼銜接肢背、肢尖焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)：角鋼銜接肢背、肢尖焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)：e2e1hfhf2N 2121eeek2112eeek0.70.650.750.30.350.251k2k3.3.3 3.3.3 直角角焊縫的計(jì)算直角角焊縫的計(jì)算第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.3 角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算兩面?zhèn)群福簝擅鎮(zhèn)群福?三面圍焊：三面圍焊： L形焊：形焊：wff1f1f1fhlhNk)2(0.721wfff2f2fhlhNk)2(0.7222e1e2hfhf2N wfffbhN1.220.723w

13、fff1ffhlhNNk)(0.72231wfff2ffhlhNNk)(0.72232e2e1hfN 3.3.3 3.3.3 直角角焊縫的計(jì)算直角角焊縫的計(jì)算02NNkN232NkkNNkN213112/第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.3 角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算4焊縫受軸心拉力和軸心剪力共同作用焊縫受軸心拉力和軸心剪力共同作用wfNl0.7hNwfVl0.7hVwfVfNf22)()(NNVhf3.3.3 3.3.3 直角角焊縫的計(jì)算直角角焊縫的計(jì)算第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.3 角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算5焊縫受彎矩作用焊縫受彎矩作用 6焊縫偏心受剪焊縫偏心受剪 wfwfflhM22. 10.762MhfM

14、wflhV0.7V2M0.76wflhVawfff2V2M)()(hfaV3.3.3 3.3.3 直角角焊縫的計(jì)算直角角焊縫的計(jì)算第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.3 角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算7焊縫受焊縫受N 、M 、V 結(jié)協(xié)作用結(jié)協(xié)作用aahfbFwflhF0.7sinVwflhF0.7cosN2M0.7)sincos(6wflhaFbF2V2NM)()(f3.3.3 3.3.3 直角角焊縫的計(jì)算直角角焊縫的計(jì)算第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.3 角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算32x0.7121)2(0.72bhbahIff232y)2(0.720.7122)(0.7xaahahxbhIfffyxTy)(IIxaTyx

15、Tx2IIbTwfff2Tx2Ty)()()2(0.720.72bahaahxff8焊縫受扭矩作用焊縫受扭矩作用axbhfT 3.3.3 3.3.3 直角角焊縫的計(jì)算直角角焊縫的計(jì)算第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.3 角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算9圍焊縫受偏心剪力圍焊縫受偏心剪力扭矩剪力扭矩剪力sin,cosyxFFFF)(2yxxcFbFT)(20.7)2(0.7xNyVbahFbahFff，yxTyyxTx)(2IIxaTIIbTwfff2TxN2TyV)()(bFachfx3.3.3 3.3.3 直角角焊縫的計(jì)算直角角焊縫的計(jì)算第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.3 角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算四四 計(jì)算步驟計(jì)算步驟

16、1 1求出同一平面焊縫群的形心；求出同一平面焊縫群的形心； 2 2將荷載向形心簡化，找出最不利位置；將荷載向形心簡化，找出最不利位置； 3 3分別求出各荷載分量在最不利位置產(chǎn)生的應(yīng)分別求出各荷載分量在最不利位置產(chǎn)生的應(yīng)力；力； 4 4區(qū)分側(cè)焊縫受力與端焊縫受力，視荷載種類區(qū)分側(cè)焊縫受力與端焊縫受力，視荷載種類靜荷或動(dòng)荷代入公式，進(jìn)展計(jì)算。靜荷或動(dòng)荷代入公式，進(jìn)展計(jì)算。3.3.3 3.3.3 直角角焊縫的計(jì)算直角角焊縫的計(jì)算第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.3 角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算 3.3.4 斜角角焊縫的計(jì)算斜角角焊縫的計(jì)算 斜角角焊縫普通用于腹板傾斜的斜角角焊縫普通用于腹板傾斜的T形接頭，采用與形接

17、頭，采用與直角角焊縫一樣的計(jì)算公式進(jìn)展計(jì)算，但一直角角焊縫一樣的計(jì)算公式進(jìn)展計(jì)算，但一概概 。0 . 1f2cos5 . 11356000fehhmm且根部間隙2coscos55 . 11356000根部間隙但且根部間隙fehhmmmm第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.3 角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算3.4 對(duì)接焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算對(duì)接焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算3.4.1 對(duì)接焊縫的構(gòu)造對(duì)接焊縫的構(gòu)造一一 對(duì)接焊縫的坡口方式對(duì)接焊縫的坡口方式 對(duì)接焊縫的坡口方式與焊件的厚度有關(guān)，普通可分為：對(duì)接焊縫的坡口方式與焊件的厚度有關(guān)，普通可分為： I型垂直坡口，適于厚度很小的焊件；型垂直坡口，適于厚度很小的焊件； V型、單

18、面型、單面V型適于普通厚度的焊件；型適于普通厚度的焊件； U型、單面型、單面U型、型、X型、型、K型適于較厚的焊件。型適于較厚的焊件。第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.4 對(duì)接焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算二二. 引弧板引弧板 在焊縫的起滅弧處，為消除其焊接缺陷，施焊時(shí)需設(shè)置引在焊縫的起滅弧處，為消除其焊接缺陷，施焊時(shí)需設(shè)置引弧板。當(dāng)不便設(shè)置引弧板時(shí)，計(jì)算中每條焊縫的計(jì)算長度取弧板。當(dāng)不便設(shè)置引弧板時(shí)，計(jì)算中每條焊縫的計(jì)算長度取實(shí)踐長度減實(shí)踐長度減2tt為較薄構(gòu)件的厚度。為較薄構(gòu)件的厚度。三三. 對(duì)不同寬度或不同厚度的要求對(duì)不同寬度或不同厚度的要求 對(duì)不同寬度或不同厚度相差對(duì)不同寬度或不同厚度相差4mm以上的焊件

19、，為使截以上的焊件，為使截面過渡和緩，減小應(yīng)力集中，要求坡度不大于面過渡和緩，減小應(yīng)力集中，要求坡度不大于1: 3.4.1 對(duì)接焊縫的構(gòu)造對(duì)接焊縫的構(gòu)造第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.4 對(duì)接焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算3.4.2 3.4.2 對(duì)接焊縫的計(jì)算對(duì)接焊縫的計(jì)算 對(duì)接焊縫分焊透和部分焊透兩種。對(duì)接焊縫分焊透和部分焊透兩種。 焊透的對(duì)接焊縫的計(jì)算焊透的對(duì)接焊縫的計(jì)算 由于對(duì)接焊縫是焊件截面的組成部分，焊縫中的應(yīng)力分布由于對(duì)接焊縫是焊件截面的組成部分，焊縫中的應(yīng)力分布情況根本上與焊件原來的情況一樣。所以，對(duì)接焊縫的強(qiáng)度情況根本上與焊件原來的情況一樣。所以，對(duì)接焊縫的強(qiáng)度計(jì)算

20、方法與構(gòu)件截面強(qiáng)度計(jì)算一樣。計(jì)算方法與構(gòu)件截面強(qiáng)度計(jì)算一樣。 1軸心受拉壓軸心受拉壓 式中式中 對(duì)接銜接中較小的厚度，忽略焊縫起鼓；對(duì)接銜接中較小的厚度，忽略焊縫起鼓； 對(duì)接焊縫抗拉強(qiáng)度；對(duì)接焊縫抗拉強(qiáng)度； 對(duì)接焊縫抗壓強(qiáng)度；對(duì)接焊縫抗壓強(qiáng)度； 焊縫的計(jì)算長度實(shí)踐長度減去焊縫的計(jì)算長度實(shí)踐長度減去2t，假設(shè)，假設(shè)加引弧板加引弧板,那么焊縫的計(jì)算長度即為板寬。那么焊縫的計(jì)算長度即為板寬。)()/(minwwcwtfftlNmintwtfwcfwl第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.4 對(duì)接焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算因此經(jīng)過一、二級(jí)檢驗(yàn)的對(duì)接焊縫因此經(jīng)過一、二級(jí)檢驗(yàn)的對(duì)接焊縫的強(qiáng)度可以以為與母材等強(qiáng)度，連的強(qiáng)度可以

21、以為與母材等強(qiáng)度，連接不用驗(yàn)算；而僅經(jīng)過三級(jí)檢驗(yàn)的接不用驗(yàn)算；而僅經(jīng)過三級(jí)檢驗(yàn)的焊縫，焊縫， ,需求如上驗(yàn)算。需求如上驗(yàn)算。假設(shè)閱歷算強(qiáng)度不夠，可采用斜焊縫；當(dāng)假設(shè)閱歷算強(qiáng)度不夠，可采用斜焊縫；當(dāng)a/b1.5時(shí)，可以不時(shí)，可以不驗(yàn)算。驗(yàn)算。 2彎剪共同作用彎剪共同作用 受拉區(qū)腹板與翼緣的交界處受拉區(qū)腹板與翼緣的交界處 其中其中wcff85. 0wtbawtxfWM/maxwvwxftI/VS)(maxmaxwtf1 . 132121zshh0max1wx11tIVS第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.4 對(duì)接焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算3.4.2 3.4.2 對(duì)接焊縫的計(jì)算對(duì)接焊縫的計(jì)算 部分焊透的對(duì)接焊縫的強(qiáng)度

22、部分焊透的對(duì)接焊縫的強(qiáng)度計(jì)算，應(yīng)按直角角焊縫的計(jì)算計(jì)算，應(yīng)按直角角焊縫的計(jì)算方法進(jìn)展，但取方法進(jìn)展，但取 =1.0 =1.0。其有。其有效厚度確實(shí)定方法見教材。效厚度確實(shí)定方法見教材。 部分焊透的對(duì)接焊縫部分焊透的對(duì)接焊縫 當(dāng)受力很小，焊縫主要起聯(lián)絡(luò)作用；或焊縫受力雖然較當(dāng)受力很小，焊縫主要起聯(lián)絡(luò)作用；或焊縫受力雖然較大，但采用焊透的對(duì)接焊縫將使強(qiáng)度不能充沛發(fā)揚(yáng)時(shí)，可大，但采用焊透的對(duì)接焊縫將使強(qiáng)度不能充沛發(fā)揚(yáng)時(shí)，可采用不焊透的對(duì)接焊縫。比如用四塊較厚的板焊成箱形截采用不焊透的對(duì)接焊縫。比如用四塊較厚的板焊成箱形截面的軸心受壓構(gòu)件，顯然用圖面的軸心受壓構(gòu)件，顯然用圖 a所示的焊

23、透對(duì)接焊縫所示的焊透對(duì)接焊縫是不用要的；如采用角焊縫是不用要的；如采用角焊縫 b，外形又不平整；采用，外形又不平整；采用不焊透的對(duì)接焊縫不焊透的對(duì)接焊縫c，可以省工省問，較為美觀大方。，可以省工省問，較為美觀大方。f第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.4 對(duì)接焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算3.4.2 3.4.2 對(duì)接焊縫的計(jì)算對(duì)接焊縫的計(jì)算3.5 焊接剩余應(yīng)力和剩余變形焊接剩余應(yīng)力和剩余變形3.5.1 焊接剩余應(yīng)力焊接剩余應(yīng)力1.成因成因: 由于不均勻分布的由于不均勻分布的溫度場，同時(shí)存在部分高溫度場，同時(shí)存在部分高溫，加上纖維間的相互約溫，加上纖維間的相互約束，便產(chǎn)生了焊接剩余應(yīng)束，便產(chǎn)生了焊接剩余應(yīng)力。由于約束

24、程度不同，力。由于約束程度不同，一部分剩余應(yīng)力會(huì)以剩余一部分剩余應(yīng)力會(huì)以剩余變形的方式釋放出來。變形的方式釋放出來。2. 2. 特點(diǎn)特點(diǎn): : 自相平衡力系。自相平衡力系。3. 3. 分類分類: : 可分縱向焊接剩余應(yīng)力、橫向焊接剩余應(yīng)力和可分縱向焊接剩余應(yīng)力、橫向焊接剩余應(yīng)力和厚度方向焊接剩余應(yīng)力。厚度方向焊接剩余應(yīng)力。第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.5 焊接剩余應(yīng)力和剩余變形3.5.1焊接剩余應(yīng)力焊接剩余應(yīng)力1 1縱向焊接剩余應(yīng)力縱向焊接剩余應(yīng)力 焊接過程是一個(gè)不均勻加熱和冷卻的過程。在施焊時(shí)，焊接過程是一個(gè)不均勻加熱和冷卻的過程。在施焊時(shí)，焊件上產(chǎn)生不均勻的溫度場，焊縫及附近溫度最高，達(dá)焊件上產(chǎn)

25、生不均勻的溫度場，焊縫及附近溫度最高，達(dá)16001600以上，其臨近區(qū)域那么溫度急劇下降。以上，其臨近區(qū)域那么溫度急劇下降。 不均勻的溫度場產(chǎn)生不均勻的膨脹，高溫處的鋼材膨脹不均勻的溫度場產(chǎn)生不均勻的膨脹，高溫處的鋼材膨脹最大，但遭到兩側(cè)溫度較低、膨脹較小的鋼材的限制，產(chǎn)生最大，但遭到兩側(cè)溫度較低、膨脹較小的鋼材的限制，產(chǎn)生了熱形狀塑性緊縮。焊縫冷卻時(shí)，被塑性緊縮的焊縫區(qū)趨向了熱形狀塑性緊縮。焊縫冷卻時(shí)，被塑性緊縮的焊縫區(qū)趨向于縮得比原始長度稍短，這種縮短變形遭到兩側(cè)鋼材的限制，于縮得比原始長度稍短，這種縮短變形遭到兩側(cè)鋼材的限制，使焊縫區(qū)產(chǎn)生縱向拉應(yīng)力。在低碳鋼和低合金鋼中，這種拉使焊縫區(qū)產(chǎn)

26、生縱向拉應(yīng)力。在低碳鋼和低合金鋼中，這種拉應(yīng)力經(jīng)常會(huì)到達(dá)鋼材的屈服強(qiáng)度。應(yīng)力經(jīng)常會(huì)到達(dá)鋼材的屈服強(qiáng)度。 第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.5 焊接剩余應(yīng)力和剩余變形3.5.1 焊接剩余應(yīng)力焊接剩余應(yīng)力2橫向焊接剩余應(yīng)力橫向焊接剩余應(yīng)力 橫向剩余應(yīng)力產(chǎn)生的緣由有二：一是由于焊縫縱向收縮，橫向剩余應(yīng)力產(chǎn)生的緣由有二：一是由于焊縫縱向收縮，兩塊鋼板趨向于構(gòu)成反方向的彎曲變形，但實(shí)踐上焊縫將兩兩塊鋼板趨向于構(gòu)成反方向的彎曲變形，但實(shí)踐上焊縫將兩塊鋼板連成整體，不能分開，于是在焊縫中部產(chǎn)生橫向拉應(yīng)塊鋼板連成整體，不能分開，于是在焊縫中部產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力，而在兩端產(chǎn)生橫向壓應(yīng)力。二是焊縫在施焊過程中，先力，而在兩端產(chǎn)

27、生橫向壓應(yīng)力。二是焊縫在施焊過程中，先后冷卻的時(shí)間不同，先焊的焊縫曾經(jīng)凝固，且具有一定的強(qiáng)后冷卻的時(shí)間不同，先焊的焊縫曾經(jīng)凝固，且具有一定的強(qiáng)度，會(huì)阻止后焊焊縫在橫向的自在膨脹，使其發(fā)生橫向的塑度，會(huì)阻止后焊焊縫在橫向的自在膨脹，使其發(fā)生橫向的塑性緊縮變形。領(lǐng)先焊部分冷卻時(shí)，中間焊縫部分逐漸冷卻，性緊縮變形。領(lǐng)先焊部分冷卻時(shí)，中間焊縫部分逐漸冷卻，后焊部分開場冷卻。后焊焊縫的收縮遭到已凝固的焊縫限制后焊部分開場冷卻。后焊焊縫的收縮遭到已凝固的焊縫限制而產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力，同時(shí)在先焊部分的焊縫內(nèi)產(chǎn)生橫向壓應(yīng)而產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力，同時(shí)在先焊部分的焊縫內(nèi)產(chǎn)生橫向壓應(yīng)力。由杠桿原理知，橫向剩余應(yīng)力分布。力。由杠桿原理知，橫向剩余應(yīng)力分布。3厚度方向焊接剩余應(yīng)力厚度方向焊接剩余應(yīng)力第三章 鋼構(gòu)造的銜接3.5 焊接剩余應(yīng)力和剩余變形3.5.2 焊接剩余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件任務(wù)的影響焊接剩余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件任務(wù)的影響 1對(duì)強(qiáng)度無影響對(duì)強(qiáng)度無影響 2降低構(gòu)件的剛度降低構(gòu)件的剛度 3降低構(gòu)件的穩(wěn)定承載力降低構(gòu)件的穩(wěn)定承載力 由于剛度降低，有效截面減小，過早地進(jìn)入彈塑性區(qū)，彈由于剛度降低，有效截面減小，過早地進(jìn)入彈塑性區(qū)，彈性模量降低，所以穩(wěn)定承載力降低性模量降低，所以穩(wěn)定承載力降低 4降低構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度降低構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度剩余應(yīng)力的存在，加快了疲勞裂紋的開展速度剩余應(yīng)力的存在，加快了疲勞裂紋的開展速度 雙向三向雙向