模塊10 焊接接頭的強度計算《焊接科學與工程》教學課件

第X章XXXX模塊10

焊接接頭靜載強度計算第十章焊接接頭靜載強度計算10.1焊接接頭應力集中與應力分布10.2對接接頭靜載強度計算10.3搭接接頭靜載強度計算10.4角焊縫靜載強度計算10.1焊接接頭應力集中與應力分布1、應力集中的概念定義

由于焊接的形狀和焊縫布置的特點，焊接接頭工作應力的分布是不均勻的，其最大應力比平均應力值高，這種情況稱應力集中。表達式：2、焊接接頭中存在應力集中的影響因素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力集中。3）接頭型式：不同接頭型式引起應力集中不同。4）制造過程中的缺陷。5）焊接殘余應力。3、對接接頭的應力分布1）對接接頭的焊縫形狀產生了結構不連續(xù)性，因而引起不同的應力分布，在焊縫與母材的過渡處引起應力集中，最大應力集中部位在焊趾。2）應力集中系數(shù)：4、丁字接頭（十字接頭）的應力分布

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力集中系數(shù)。5、搭接接頭的應力分布正面搭接焊縫:與力作用方向垂直的焊縫①焊縫根部點、焊趾點應力集中嚴重②焊趾點的應力集中系數(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，可使應力集中系數(shù)減小5、搭接接頭的應力分布側面搭接焊縫:與力作用方向平行的焊縫側面搭接焊縫兩端的應力集中系數(shù)最大，如果加上正面焊縫，可以減少側面焊縫的應力集中，但卻加強了與受力方向垂直的正面焊縫焊趾處的應力集中，所以疲勞強度可能更低。6、電焊接頭的應力分布單排點焊接頭的應力分布多排點焊以兩端焊點受力最大焊縫接頭強度計算的原則和假設不考慮焊縫余高焊縫長度取實際長度計算厚度取兩板中較薄者殘余應力對接頭強度無影響應力集中對接頭強度無影響接頭的工作應力是均布的，以平均應力計不計正面與側面焊縫、焊縫的加強與減弱和不同焊接規(guī)范引起的焊縫性能差異，而用統(tǒng)一的計算截面和許用應力角焊縫都是在切應力作用下破壞的。焊接接頭靜載強度計算受拉時：受壓時：受剪時：10.2對接接頭靜載強度計算面內彎：垂直彎：∴綜合作用：10.2對接接頭靜載強度計算10.3角焊縫靜載強度計算單面手工焊時：單面自動焊時：雙面手工焊時：雙面自動焊時：雙面焊的正面、側面聯(lián)合塔接焊縫的強度公式：10.3角焊縫靜載強度計算單面焊的正面、側面聯(lián)合塔接焊縫的強度公式：母材及焊縫的許用應力設計應力小于許用應力。母材和焊縫的許用應力分別用[]和[]表示。焊縫的許用應力[]大小與許多因素有關，不但與焊縫工藝、材料有關，而且也與焊接檢驗方法的精確程度有關。焊縫的許用應力[]也可以由母材的許用應力[]乘以焊縫的強度減弱系數(shù)f來估算，即：[]=[]（取值）例題例1兩塊板厚為5mm、寬為50mm的鋼板對接，兩端受28400N的拉力，材料為Q235—A鋼，[бˊ]＝142MPa，試校核其焊縫強度。例2：兩塊板厚為10mm的鋼板對接，焊縫受29300N的切力，材料為Q235—A鋼，[τˊ]＝98MPa，試設計焊縫的長度（鋼板寬度）例題例1兩塊板厚為5mm、寬為50mm的鋼板對接，兩端受28400N的拉力，材料為Q235—A鋼，[бˊ]＝142MPa，試校核其焊縫強度。解:已知F=28400N，L=50mm，δ=5mm，[бˊ]＝142MPa，代入公式得所以該對接接頭焊縫強度滿足要求，結構工作時是安全的。

例題例2：兩塊板厚為10mm的鋼板對接，焊縫受29300N的切力，材料為Q235—A鋼，[τˊ]＝98MPa，試設計焊縫的長度（鋼板寬度）解由公式可知由已知條件知Q=29300N，δ=10