焊接接头的静载强度计算

2014-09-05 13:57 作者:管理员11 来源:未知 浏览: 字号:

摘要:焊接接头的静载强度计算 1许用应力设计法 (1)电弧焊接头的静载强度计算 1) 基本假定 为简化计算,在焊接接头的静载 强度计算中,采用如下假定,即:一不考虑焊接残余 应力对焊接接头静载强度的影响;二不考虑焊根和焊 趾处的应力集中,以平均应力计算;三焊脚尺

焊接接头的静载强度计算
1许用应力设计法
    (1)电弧焊接头的静载强度计算
    1) 基本假定 为简化计算,在焊接接头的静载
强度计算中,采用如下假定,即:一不考虑焊接残余
应力对焊接接头静载强度的影响;二不考虑焊根和焊
趾处的应力集中,以平均应力计算;三焊脚尺寸的大
小对角焊缝单位面积的强度没有影响。
    2)焊接接头静载强度的简易计算方法
    a)对接焊缝接头 熔透对接接头的静载强度计
算公式与基本金属(母材)的计算公式完全相同,
焊缝的计算厚度取被连接的两板中较薄板的厚度,焊
缝的计算长度一般取焊缝的实际长度。开坡口熔透的
T形接头和十字接头按对接焊缝进行强度计算,焊缝
的计算厚度取立板的厚度。一般情况下,按等强原则
选择焊缝填充金属的优质低合金结构钢和碳素结构钢
的对接焊缝,可不进行强度计算。对接焊缝受简单载
荷作用的强度计算公式见表5.5-9。
    b)角焊缝接头 在其静载强度简化计算中,假
定所有角焊缝是在切应力作用下破坏的,其破断面在
角焊缝内接三角形的最小高度截面上,且不考虑正面
角焊缝与侧面角焊缝的强度差别。角焊缝接头的强度
按切应力计算,焊缝的计算长度一般取每条焊缝的实
际长度减去10mm。角焊缝的计算厚度取其内接兰角
形的最小高度,一般等腰直边角焊缝的计算厚度a=
Kcos45°,可取a=0.7K,见图5.5-la。图5.5-1是各
种形状角焊缝的计算厚度。一般焊接方法的少量熔深
可不予考虑.而对于埋弧焊和CO2气体保护焊所具
有的较大均匀熔深p则应予以考虑.其计算厚度a=
0.7x (K+p),见图5.5-1 e。当K≤8mm时,可取a
=K;当K > 8mm时,熔深一般取3mm。开坡口部分
熔透的角焊缝,其计算厚度按图5.5-2所示方法确
定。不熔透的对接接头应按角焊缝计算。
    角焊缝组成接头的静载强度计算基本公式见表
5.5-10。
    在设计计算角焊缝时,一般应遵循以下原则和规
定:
    ①侧面或正面角焊缝的计算长度不得小于8K,
并不小于40mm,
    ②角焊缝的最小焊角尺寸不应小于4mm,当
焊件厚度小于4mm,可与焊件厚度相同。
对接焊缝接头静载强度计算公式
角焊缝的计算厚度
部分熔透角焊缝的计算厚度
    ③不是主要用于承载的角捍续,或因构造上需
要而设里的角焊缝,其最小焊角尺寸,可根据被连接
板的厚度及焊接工艺要求确定,最小焊角尺寸的数值
见表5.5-11。
    ④在承受静载的次要焊件中,如果计算出的角
焊缝焊角尺寸,小于规定的最小值,可采用断续焊
缝。断续焊缝的掸角尺寸,可根据折算方法确定。断
续焊缝的间距,在受压构件中不应大于15δ,受拉构
件中一般不应大于30δ。δ为被连接构件中较薄件的
厚度。在腐蚀介质下工作的构件不得采用断续焊缝。
    c)承受复杂载荷的娜接接头强度计算应分别
求出各载荷所引起的应力,然后计算合成应力。在计
算合成应力前,先必须明确各应力的方向、性质和位
置,确定合成应力最大点(即危险点)的合成应力。
在危险点难以确定时,应选几个大应力点计算合成应
力,以最大值的点为危险点。最大正应力和最大切应
力不在同一点时,偏于安全的方法,是以最大正应力
和平均切应力计算其合成应力。
    3)按刚度条件选择角焊缝尺寸焊接机床床身、
底座、立柱和横梁等大型机件,一般工作应力较低,
只相当于一般结构钥许用应力的10%~20%。若按
工作应力来设计角焊缝尺寸,其值必然很小;若按等
强原则选择焊缝,到尺寸将过大,这会增加成本并产
生严重的焊接残余应力和变形。因此,这类焊缝不宜
再用强度条件选择尺寸,而应根据刚度条件确定焊缝
尺寸,根据实践经验提出了如下经验作法,即以被焊
件中较薄件强度的33%、50%和100%作为娜缝强度
来确定焊缝尺寸。
    例如,对T形接头的双面角焊缝,其焊角尺寸K
与立板板厚δ的关系为

角焊缝接头载强度基本计算公式1
角焊缝接头载强度基本计算公式2
角焊缝的最小焊脚尺寸Kmin
    100%强度角焊缝即等强焊缝,主要用于集中载
荷作用的部位,如导轨的焊接。50%强度的角焊缝用
于焊接箱体中,一般指K=3/4δ的单面角焊缝,见图
5.5-3.33%强度的角焊缝,主要用于不承载焊缝,它
可以是单面的,也可以是双面的,见图5.5-4,按刚
度条件设计的角焊缝尺寸见表5.5-12。

50%强度角焊缝
33%强度角焊缝
    4)焊缝的许用应力 它与焊接工艺、材料、接
头形式、焊接检验的程度等因索有关。
    机器焊接结构中焊缝的许用应力见表5.5-13。
    起重机结构采用焊缝的许用应力见表5.5-14。
按刚度条件设计的角焊缝尺寸
    钢制压力容器采用焊缝的许用应力见表5.5-15,
    对于高强度钢、高强度铝合金和其他特殊材料制
成的、或在特殊工作条件下(高沮、腐蚀介质等)
使用的焊接结构,其焊缝的许用应力,应按有关规定
或通过专门试验确定,
    (2)电阻焊接头的静载强度计算
    点焊接头的静载强度计算中不考虑焊点受力不均
匀的影响,焊点内工作应力均匀分布。点焊和缝焊接
头受简单载荷作用的静载强度计算公式见表5.5-16,
碳素结构俐、低合金结构钢和部分侣合金的点焊接
头、缝焊接头,其焊缝金属的许用拉应力为[σ']
其许用切应力[τ0']=((0.3~0.5)[σ'],抗撕拉许用
应力[σ0]=(0.25~0.3)[σ']。
机器焊接结构焊缝的许用应力
起重机结构焊缝的许用应力
钢制压力容器焊缝的许用应力
电阻焊接头静载强度计算公式
(责任编辑:laugh521521)
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