Расчет на прочность сварных нахлесточных и тавровых соединений. Допускаемые напряжения для сварных швов при статических и динамических нагрузках

Сварное нахлесточное соединение выполняют фланговыми, лобовыми или косыми угловыми швами. Угловые швы в конструкциях часто не предназначены для передачи нагрузок, т.к. обладают высокой конц-ей напряжений. Осн хар-ками углового шва явл-ся – катет и – раб высота. Величина нахлестки должна быть не менее ( ).

Условие прочности нахлесточного соед-я фланговым швом имеет вид: .

Для уменьшения касательных напряжений лобовые швы накладывают с двух сторон Расчет лобовых швов (как и фланговых) ведут по напряжениям среза: .

Применяют также комбинированные швы, состоящие из фланговых и лобовых и косые швы: , где - периметр комбинированного шва; - периметр косого шва.

Расчет тавровых сварных соед-й ведут аналогично стыковым и нахлесточным сварным соед-ям в зависимости от используемых типов швов:

- для стыкового шва расчет проводят по норм напряж-ям растяжения: ;

- для углового шва расчет проводят по напряжениям среза: .

 
Основное требование при проектировании сварных конструкций - обеспечение равнопрочности шва и соединяемых им деталей. В соответствии с этим требованием в зависимости от размеров и расположения свариваемых деталей устанавливают соответствующий тип шва данного соединения. Если сварное соединение осуществляется несколькими швами, то их располагают так, чтобы они были нагружены равномерно.

Прочность сварного соед-я зависит от: качества осн-го мат-ла; совершенства технол-го процесса сварки; конструкции соед-я и способа сварки; характера действующих нагрузок.

Допуск напряж-я на растяжение осн металла при статических нагрузках: ,

где – допускаемый коэффициент запаса прочности (в зависимости от используемой стали); - предел текучести основного металла; - допускаемое напряжение на растяжение основного металла.

Допуск напряж-я для сварных швов при стат нагрузке задают в долях от допуск напряж-я на растяжение осн металла : - при растяжении (сжатии);

- при срезе.

При переменных нагрузках значения допускаемых напряжений снижают умножением на коэффициент : , где - эффективный коэффициент концентрации напряжений; - коэффициент асимметрии цикла; и - числовые коэффициенты.

Верхние знаки в этой формуле принимают, если больше абсолютное значение растягивающего напряжения, а нижние - сжимающего.

Для углеродистых сталей принимают и , а для низколегированных и . Значение эффективных коэффициентов концентрации напряжений для стали принимают в зависимости от типа сварного шва: - для стыковых швов; - для лобовых швов; - для фланговых швов.

Пути повышения прочности сварных соединений: применение соответствующего типа сварки и электрода; равномерное нагружение сварных швов; применение соответствующего профиля сварного шва; применение нескольких сварных швов.