焊接應(yīng)力計(jì)算講義

Chapter3

焊接接頭的強(qiáng)度計(jì)算

Intensitycalculationofweldingjoint

本章重點(diǎn)：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(qiáng)度計(jì)算本章難點(diǎn)：1.焊接接頭的應(yīng)力分布2.焊縫靜載強(qiáng)度計(jì)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(diǎn)，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(dá)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(huì)引起應(yīng)力集中、其中咬邊、未焊透較為嚴(yán)重。②不合理的焊縫外形。不同焊縫形狀會(huì)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(guò)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(duì)接接頭的應(yīng)力分布①對(duì)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(guò)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(duì)接接頭的應(yīng)力分布2①對(duì)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(guò)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(diǎn)、焊趾B點(diǎn)應(yīng)力集中嚴(yán)重②焊趾B點(diǎn)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(zhǎng)度，可使減小側(cè)面搭接角焊縫斜向搭接角焊縫點(diǎn)焊倍接頭儲(chǔ)的應(yīng)勵(lì)力分呼布單排榨點(diǎn)焊瓜接頭域的應(yīng)策力分妨布（品如圖漠）多排濕點(diǎn)焊概以兩亦端焊蕉點(diǎn)受樸力最鍋大（占如圖落）3焊縫勢(shì)的靜遙載強(qiáng)浪度計(jì)期算焊縫燙接頭私強(qiáng)度峰計(jì)算忌的假槳設(shè)①殘余剩應(yīng)力泰對(duì)接沙頭強(qiáng)槳度無(wú)缸影響②應(yīng)力丹集中復(fù)對(duì)接霉頭強(qiáng)芬度無(wú)國(guó)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(jì)④不計(jì)檢正面獵與側(cè)扶面焊草縫、搭焊縫清的加優(yōu)強(qiáng)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(jì)算桃截面煤和許拒用應(yīng)體力焊縫槽接頭謝強(qiáng)度舞計(jì)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(jì)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(jì)算冷高度極，（么如圖搜）。直角渠等要協(xié)角焊佩縫的稠計(jì)算趣高度優(yōu)：⑥盡管謎加強(qiáng)傾和小泥量的識(shí)熔深私對(duì)于其接頭孔強(qiáng)度墓沒(méi)有滋影響莖，但額埋弧掘自動(dòng)盞焊和凱保護(hù)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(jì)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(qiáng)提度計(jì)音算1.對(duì)接就焊縫直強(qiáng)度計(jì)算妹公式田如下勤：受拉麥時(shí)：受壓裁時(shí)：受剪蜜時(shí)：電弧服焊接披接頭令的靜府載強(qiáng)勤度計(jì)蹲算而內(nèi)京彎：垂直定彎：∴綜合長(zhǎng)作用底：[注]：對(duì)于械未焊系透的勸對(duì)接掉接頭學(xué)，上墻述各吊式中銷(xiāo)應(yīng)將辟中威減去靈未焊境透深育度，l取實(shí)抓際焊別縫長(zhǎng)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(qiáng)致度計(jì)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(qiáng)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(yù)接焊窮縫的置強(qiáng)度烤公式棚：受彎餃矩的菌搭接進(jìn)接頭奪計(jì)算2.受彎削矩的蜂搭接賴接頭蝕計(jì)算方法甩有三映種：①分段嘉計(jì)算妻法：②軸慣慕性矩遺計(jì)算慰法最大功切應(yīng)劣力：受彎塵矩的靜搭接沸接頭競(jìng)計(jì)算③極慣幕性計(jì)盈算法最大奸切應(yīng)輩力：-極慣倉(cāng)性矩?cái)?，（又圾等于笛相互親垂直畢的兩屈個(gè)軸黑的計(jì)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(jì)算①采用甘分段呈法或庸軸慣盯性矩年法計(jì)畫(huà)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(cāng)矩法歉計(jì)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(gè)螞力，再合擾成：[注]：查的波計(jì)算疊是按擊全部緩焊縫詳計(jì)算保，還獎(jiǎng)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(jiān)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?dòng)诤冈V縫丁演字接柿頭強(qiáng)紗度計(jì)徒算①由于勺產(chǎn)生篩最大鳥(niǎo)應(yīng)力扯的危劍險(xiǎn)點(diǎn)坊在焊縫闊的最牢上端鉤，同騾時(shí)受倡有兩災(zāi)個(gè)切應(yīng)力羨的作什用，通一個(gè)蔑是由引起愁的管，另奪一個(gè)好由Q=桶P引起匹的，和頌相木互垂隱直，所龍以該們點(diǎn)的跟合成豬應(yīng)力財(cái)為：②若開(kāi)冠坡口骨并焊奴透，幟其強(qiáng)另度按傾對(duì)接相接頭爐計(jì)算好，焊握縫金線屬截叢面等嚴(yán)于母憤材截館面（F=堪·節(jié)h）,若不訂開(kāi)坡雕口時(shí)懼，按讀下式擋計(jì)算好：彎矩陸垂直槽于板共面的珍丁字兇頭計(jì)龜算①如開(kāi)班坡口革并焊該接，濟(jì)其強(qiáng)軟度按辰對(duì)接太接頭貍計(jì)算慘，強(qiáng)犬度計(jì)般算公蘇式為劑：②當(dāng)接輔頭不昏開(kāi)坡旋口，碼用角狠焊縫蘭連接散，強(qiáng)疾度計(jì)萬(wàn)算公覽式為召：（其朽中W=）復(fù)雜誰(shuí)截面串構(gòu)件只接頭斷的計(jì)疊算◆計(jì)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(gè)叢問(wèn)題：①計(jì)算勉時(shí)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(xiǎn)祝點(diǎn)，權(quán)最高擊合成也應(yīng)力蒸，（蠟若危火險(xiǎn)點(diǎn)結(jié)難以竭確定織時(shí)，學(xué)應(yīng)選徹幾個(gè)絞高應(yīng)衣力點(diǎn)援計(jì)算協(xié)合成央應(yīng)力狀，其進(jìn)中合嘴成應(yīng)態(tài)力最有高處剪為危休險(xiǎn)點(diǎn)腰）②計(jì)算酸合成喇應(yīng)力園時(shí)，海最大像正應(yīng)渴力和傅最大屠切應(yīng)粥力雖標(biāo)不在角同一牧點(diǎn)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(jì)內(nèi)算其皆合成陜應(yīng)力銀，偏鋼于安墳全。③粗略嘗計(jì)算甲時(shí)，迅有時(shí)蝕把正貨應(yīng)力征作為僚切應(yīng)薄力考墓慮，做也是鳥(niǎo)偏于激安全鞠的簡(jiǎn)軟化計(jì)大算方攻法。受彎券矩聯(lián)誼接接革頭的埋強(qiáng)度藏計(jì)算①若構(gòu)慌件同山時(shí)承浙受彎珍矩M和軸汽向力N時(shí)，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(shí)承對(duì)受橫棒向力P和軸以力N時(shí)，香則要例同時(shí)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(shí)，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(guó)縫均煩勻分劇布。奮計(jì)算趴聯(lián)接湖的焊復(fù)縫強(qiáng)載度時(shí)潛，應(yīng)稍驗(yàn)算綱兩個(gè)燃位置遺的合傻應(yīng)力些：一個(gè)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(gè)是相腹板跡立焊政縫端點(diǎn)窗的合良成應(yīng)魔力：受扭膠矩的槍接頭蜓強(qiáng)度脆計(jì)算①矩形南截面澆構(gòu)件灰的接起頭若開(kāi)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(jì)算佩：若不匹開(kāi)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(jiàn)為：受扭腿矩的黨接頭棉強(qiáng)度銹計(jì)算②圓形秧截面抱構(gòu)件優(yōu)接頭若不攀開(kāi)坡汪口沿符圓周燥全部倒角焊歡接，車(chē)接頭決中的萍最大粗切應(yīng)布力按問(wèn)下式魚(yú)計(jì)算睡：4.母材耍及焊敬縫的喜許用奴應(yīng)力1.設(shè)計(jì)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(xiě)用[指]和[挨]表示腰。3.焊縫