Угловые сварные швы. Расчет лобовых и фланговых сварных швов, нагруженных силой и моментом
Нахлесточные соединениявыполняют с угловыми (валиковыми) швами, причем разделки кромок не требуется. В зависимости от расположения швов по отношению к действующему на соединение усилию различают лобовые, фланговые, косыеи комбинированные швы. Стыковые, тавровое соединения. По форме поперечного сечения швы бывают нормальными, выпуклыми, вогнутыми в виде прямоугольного треугольника. Применение выпуклых швов нецелесообразно, так как при этом требуется больший расход наплавляемого материала и может возникать значительная концентрация напряжений. Вогнутые швы снижают концентрацию напряжений, и их следует применять в конструкциях, подверженных переменным нагрузкам. Однако вогнутая форма шва получается посредством механической обработки, что удорожает конструкции. В основном применяют швы нормального сечения. Катет шва к обычно равен толщине листа δ. В машиностроительных конструкциях 3 << к< 20 мм. Все угловые швы рассчитывают на срез. Наиболее вероятно разрушение шва по плоскости биссектрисы ab прямого угла. Высоташва h = kcos 45°= 0,7к, а площадь срезаАср = 0,7kl, где l — длина шва. При симметричном расположении угловых швов относительно линии действия растягивающей или сжимающей внешней силы принимают, что по всей длине периметра шванапряжение распределяется равномерно и условие прочности.
где [τ'ср] —допустимое напряжение на срез.В действительности напряжение по длине фланговых швов распределяется неравномерно. Поэтому длину флангового шва ограничивают значением lф≤50k.В случае асимметричного расположения швов относительно приложенной внешней силы сварное соединение рассчитывают с учетом ее распределения по швам. Напряжения в соединениях, нагруженных моментом М, распределяются по длине шва неравномерно. Расчет таких соединений зависит от соотношения длины швов l и расстояния между ними b . При 1>b напряжение
М/
где
-полярный момент сопротивления. Для сравнительно коротких швов l< b применяют приближенный расчет по формуле
.