и N /

Рис. 5 10 К расчету стыковых швов

а и б - на продольную силу; в - на изгиб

При действии изгибающего момента на соединение (рис. 5.10, в) напряжения в шве

(Тщ = М/1Гш<«"7. (5.4)

где Wm = /fu/6 -момент сопротивления шва.

Сварные соединения встык, работающие одновременно на нормальные напряжения и срез, проверяют по формуле

(5.5)

где Ош i и Ош V - нормальные напряжения в сварном соединении по двум взаимно перпендикулярным направлениям, Ош ху- напряжение в сварном соединении от среза.

2. Работа и расчет соединений, выполненных угловыми швами

Угловыми швами выполняются соединения внахлестку, и они могут быть как фланговыми, так и лобовыми.

Фланговые швы, расположенные по кромкам прикрепляемого элемента параллельно действующему усилию, вызывают большую неравномерность распределения напряжений по ширине соединения. Неравномерно работают они и по длине, так как помимо непосредственной передачи усилия с элемента на элемент концы шва испытывают дополнительные усилия вследствие разной напряженности и неодинаковых деформаций соединяемых элементов в области шва (рис. 5.11, а).

Неравномерность работы шва по длине заставляет ограничивать расчетную длину шва на величину не менее 4fem, или 40 мм и не более 85p/sni (за исключением швов, в которых усилие возникает на всем протяжении шва, например поясные швы в балках).

Таким образом фланговый шов, сильно меняющий силовой поток, вызывает значительную неравномерность распределения напряжений в соединении. В соответствии с характером передачи усилий фланговые швы работают одновременно на срез и изгиб. Разрушение шва обычно начинается с конца и может происходить как по металлу шва, так и по

5] N

Рис. 5.и. Фланговые швы

а - распределение напряжений у фланговых швов; б -разрушение шва

Рис. 5.12. Работа лобового шва

а -траектории силовых линий; б - концентрация напряжений

шва

Рис. 5.13. Мероприятия по уменьшению концентрации напряжений у швов

а - плавный гюдход листа; б - обработка и обрез конца листа; в - острожка накладок; г - обработка поверхности шва

основному металлу на границе его сплавления с металлом шва, особенно если наплавленный металл прочнее основного.

Лобовые швы передают усилия равномерно по ширине элемента, но крайне неравномерно по толщине шва вследствие резкого искривления силового потока при переходе усилия с одного элемента на другой (рис. 5.12). Особенно велики напряжения в корне шва. Уменьшение концентрации напряжений в соединении может быть достигнуто плавным примыканием привариваемой детали, механической обработкой (сглаживанием) поверхности шва и конца накладки, увеличением пологости шва (напри.мер, шов с соотношением катетов 1 : 1,5), применением вогнутого шва и увеличением глубины проплавления (рис. 5.13).

Эти приемы уменьшения концентрации напряжений в соединении особенно желательно применять в конструкциях, работающих на переменные нагрузки и при низкой температуре.

Разрушение лобовых швов от совместного действия осевых, изгиб-ных и срезывающих напряжений, возникающих при работе соединения, происходит аналогично фланговым швам по двум сечениям.

Ввиду сложности действительной работы угловых швов расчет их

Корень шоа

1,51и.

2 *Г

Рис. 5.14. К расчету угловыч швов

е - расчетная высота шва; / - по шву; 2 - по i раниде сплаьления; б - фланговые швы; в - лобовые швы; г - угловые швы, работающие на срез и изгиб

НОСИТ условный характер и хорошо подтвержден экспериментальными данными. Они рассчитываются независимо от ориентации шва по отношению к действующему усилию (фланговые и лобовые); усилие принимается равномерно распределенным вдоль шва и рассматривается возможность разрушения шва от условного среза по одному из двух сечений (рис. 5.14, а).

По металлу шва (сечение /, рис. 5.14, о)

□св св уш уш

(5.6)

По основному металлу по границе его сплавлепия с металлом шва (сечение 2, рис. 5.14, а)

(5,7)

где km - катет шва; Рш и Ре - коэффициенты глубины проплавления шва, принимаемые в зависимости от вида сварки и положения шва для сталей с пределом текучести аг<580 МПа (табл. 5.3); /ш -расчетная длина шва, принимаемая меньше его фактической длины на 10 мм за счет непровара и кратера на концах шва; уущ и Уу"- кoJффнцнeнты условий работы сварного соединения, равные 1 для соединений, рабо-