焊接應(yīng)力計算講義

Chapter3

焊接接頭的強度計算

Intensitycalculationofweldingjoint

本章重點：1.焊接接頭的應(yīng)力集中2.焊接接頭的應(yīng)力分布3.焊縫靜載強度計算本章難點：1.焊接接頭的應(yīng)力分布2.焊縫靜載強度計算1.焊接接頭的應(yīng)力集中1應(yīng)力集中的概念1.1定義由于焊接的形狀和焊縫布置的特點，焊接接頭工作應(yīng)力的分布是不均勻的，其最大應(yīng)力比平均應(yīng)力值高，這種情況稱應(yīng)力集中。1.2表達式：焊接接頭中存在應(yīng)力集中的影響因素①焊接工藝缺陷、冶金缺陷、夾渣、氣孔、咬邊、未焊透均會引起應(yīng)力集中、其中咬邊、未焊透較為嚴重。②不合理的焊縫外形。不同焊縫形狀會引起不同程度的應(yīng)力集中。③接頭型式：不同接頭型式引起應(yīng)力集中不同。④制造過程中的缺陷。⑤焊接殘余應(yīng)力。2.電弧焊焊接接頭的應(yīng)力分布1對接接頭的應(yīng)力分布①對接接頭的焊縫形狀產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)不連續(xù)性，因而引起不同的應(yīng)力分布，在焊縫與母材的過渡處引起應(yīng)力集中，最大應(yīng)力集中部位在焊趾。②應(yīng)力集中系數(shù)：對接接頭的應(yīng)力分布2①對接接頭的焊縫形狀產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)不連續(xù)性，因而引起不同的應(yīng)力分布，在焊縫與母材的過渡處引起應(yīng)力集中，最大應(yīng)力集中部位在焊趾。②應(yīng)力集中系數(shù)：丁字接頭（十字接頭）的應(yīng)力分布

十字接頭有熔透和未熔透兩種①未熔透的十字接頭，在焊趾和焊根處有較大的應(yīng)力集中系數(shù)，其中以焊根處為最大。②熔透的十字接頭有較小的應(yīng)力集中系數(shù)。搭接接頭的應(yīng)力分布正面角焊縫:把與力作用方向垂直的焊縫①焊縫根部A點、焊趾B點應(yīng)力集中嚴重②焊趾B點的應(yīng)力集中系數(shù)隨角焊縫的斜邊的夾角而變③減小、增大熔深焊透根部和增大底邊焊腳長度，可使減小側(cè)面搭接角焊縫斜向搭接角焊縫點焊倍接頭儲的應(yīng)勵力分呼布單排榨點焊瓜接頭域的應(yīng)策力分妨布（品如圖漠）多排濕點焊概以兩亦端焊蕉點受樸力最鍋大（占如圖落）3焊縫勢的靜遙載強浪度計期算焊縫燙接頭私強度峰計算忌的假槳設(shè)①殘余剩應(yīng)力泰對接沙頭強槳度無缸影響②應(yīng)力丹集中復(fù)對接霉頭強芬度無國影響③接頭要的工租作應(yīng)魯力是東均布笑的，肢以平椒均應(yīng)冠力計④不計檢正面獵與側(cè)扶面焊草縫、搭焊縫清的加優(yōu)強與坡減弱耀和不體同焊皺接規(guī)趣范引杠起的約焊縫憂性能扣差異求，而泥用統(tǒng)錦一的葡計算桃截面煤和許拒用應(yīng)體力焊縫槽接頭謝強度舞計算即的假賄設(shè)⑤角焊嘩縫都匪是在東切應(yīng)控力作園用下召破壞謝的。馳角焊施縫的板計算渣斷面者在角登焊縫虛截面藏的最享小高敏度上雀，取提內(nèi)接短三角催形高旦度晝?yōu)橘\計算冷高度極，（么如圖搜）。直角渠等要協(xié)角焊佩縫的稠計算趣高度優(yōu)：⑥盡管謎加強傾和小泥量的識熔深私對于其接頭孔強度墓沒有滋影響莖，但額埋弧掘自動盞焊和凱保護跨焊的耗熔深肚較大待應(yīng)予鬧以考感慮，預(yù)其角婆焊縫森計算砌斷面削厚度鍛（狐如圖挽）電弧栽焊接疏接頭牛的靜配載強提度計音算1.對接就焊縫直強度計算妹公式田如下勤：受拉麥時：受壓裁時：受剪蜜時：電弧服焊接披接頭令的靜府載強勤度計蹲算而內(nèi)京彎：垂直定彎：∴綜合長作用底：[注]：對于械未焊系透的勸對接掉接頭學(xué)，上墻述各吊式中銷應(yīng)將辟中威減去靈未焊境透深育度，l取實抓際焊別縫長警度，班、葛、飽分別如是焊間縫許錘用拉平、壓巧、切莖應(yīng)力苦。搭接握接頭愿的靜祖載強致度計發(fā)算1.受拉聯(lián)、壓歐的塔肆接接駁頭①單面啞焊、迅正面苦或側(cè)煎面塔抓接焊谷縫的漫強度屈公式功：②單面粥焊的礎(chǔ)正面齡、側(cè)悄面聯(lián)辯合塔譽接焊窮縫的置強度烤公式棚：受彎餃矩的菌搭接進接頭奪計算2.受彎削矩的蜂搭接賴接頭蝕計算方法甩有三映種：①分段嘉計算妻法：②軸慣慕性矩遺計算慰法最大功切應(yīng)劣力：受彎塵矩的靜搭接沸接頭競計算③極慣幕性計盈算法最大奸切應(yīng)輩力：-極慣倉性矩敗，（又圾等于笛相互親垂直畢的兩屈個軸黑的計留算慣介性矩柴之和劈燕）受偏老心載竊荷的濕搭接抹接頭季計算①采用甘分段呈法或庸軸慣盯性矩年法計畫算，則鑄按下淋式求竭合成兄應(yīng)力頸：②若采德用極盡慣性倉矩法歉計算，將另分煙解成濤水平拒的（師，則）和垂別直的藏（貍，陣）醒兩個螞力，再合擾成：[注]：查的波計算疊是按擊全部緩焊縫詳計算保，還獎是只仆考慮膝水平擔(dān)焊縫暢或只辣考慮海垂直功焊縫洋，要密按具色體情厭況而陸定。嶼（如言圖）毫可按鄰全部怨焊縫樸承受貧的剪貿(mào)力刮，睜均哲勻分堅布于稿全部誼焊縫刮中，余其方板向同P一致載荷氏平行聞于焊訴縫丁演字接柿頭強紗度計徒算①由于勺產(chǎn)生篩最大鳥應(yīng)力扯的危劍險點坊在焊縫闊的最牢上端鉤，同騾時受倡有兩災(zāi)個切應(yīng)力羨的作什用，通一個蔑是由引起愁的管，另奪一個好由Q=桶P引起匹的，和頌相木互垂隱直，所龍以該們點的跟合成豬應(yīng)力財為：②若開冠坡口骨并焊奴透，幟其強另度按傾對接相接頭爐計算好，焊握縫金線屬截叢面等嚴于母憤材截館面（F=堪·節(jié)h）,若不訂開坡雕口時懼，按讀下式擋計算好：彎矩陸垂直槽于板共面的珍丁字兇頭計龜算①如開班坡口革并焊該接，濟其強軟度按辰對接太接頭貍計算慘，強犬度計般算公蘇式為劑：②當(dāng)接輔頭不昏開坡旋口，碼用角狠焊縫蘭連接散，強疾度計萬算公覽式為召：（其朽中W=）復(fù)雜誰截面串構(gòu)件只接頭斷的計疊算◆計算襖復(fù)雜埋截面滅構(gòu)件蝴接頭方還要睛考慮戴以下砌幾個叢問題：①計算勉時要握先分丈析受責(zé)載情奮況：各載島荷引攪起的益應(yīng)力騙，確蔬定各謀應(yīng)力注的方敏向、趁性質(zhì)年和位裝置。確定霞危險祝點，權(quán)最高擊合成也應(yīng)力蒸，（蠟若危火險點結(jié)難以竭確定織時，學(xué)應(yīng)選徹幾個絞高應(yīng)衣力點援計算協(xié)合成央應(yīng)力狀，其進中合嘴成應(yīng)態(tài)力最有高處剪為危休險點腰）②計算酸合成喇應(yīng)力園時，海最大像正應(yīng)渴力和傅最大屠切應(yīng)粥力雖標不在角同一牧點上膨，但腫常以胃最大伶正應(yīng)琴力和狐平均謝切應(yīng)好力計內(nèi)算其皆合成陜應(yīng)力銀，偏鋼于安墳全。③粗略嘗計算甲時，迅有時蝕把正貨應(yīng)力征作為僚切應(yīng)薄力考墓慮，做也是鳥偏于激安全鞠的簡軟化計大算方攻法。受彎券矩聯(lián)誼接接革頭的埋強度藏計算①若構(gòu)慌件同山時承浙受彎珍矩M和軸汽向力N時，攜焊縫軍中應(yīng)蛋力分博別求麻出和雕，由血于兩里者方屠向相筍同，稠所以旅合成茅應(yīng)力忽：②若構(gòu)芽件同諒時承對受橫棒向力P和軸以力N時，香則要例同時斥考慮叼彎矩M=奸P·歐L和軸刺向力N及剪咬切力Q=月P的作志用。瞎由于仇構(gòu)件畝承受鼻切力Q時，笨只是淋腹板增承受打的，替故切恒力只遮由聯(lián)廊接腹表板的追焊縫帽承受虜，并正設(shè)切糕應(yīng)力坡沿焊國縫均煩勻分劇布。奮計算趴聯(lián)接湖的焊復(fù)縫強載度時潛，應(yīng)稍驗算綱兩個燃位置遺的合傻應(yīng)力些：一個隔是蓋軟板外劇側(cè)受份拉的焊勤縫的惡合成糟應(yīng)力紗：另一占個是相腹板跡立焊政縫端點窗的合良成應(yīng)魔力：受扭膠矩的槍接頭蜓強度脆計算①矩形南截面澆構(gòu)件灰的接起頭若開巷坡口系四周川全焊端，接兩頭的貨最大包切應(yīng)迅力按洞下式殿計算佩：若不匹開坡裹口四漁周全肌部角器焊，明接頭波的最墳大切休應(yīng)力見為：受扭腿矩的黨接頭棉強度銹計算②圓形秧截面抱構(gòu)件優(yōu)接頭若不攀開坡汪口沿符圓周燥全部倒角焊歡接，車接頭決中的萍最大粗切應(yīng)布力按問下式魚計算睡：4.母材耍及焊敬縫的喜許用奴應(yīng)力1.設(shè)計排應(yīng)力塊小于華許用燦應(yīng)力品。2.母材贊和焊丹縫的叉許用摸應(yīng)力約分別寫用[指]和[挨]表示腰。3.焊縫