Сварные соединения, передающие изгибающий момент

Сварные соединения, передающие изгибающий момент

Различные сварные соединения, испытанные при действии переменного изгибающего момента, можно разделить на три основные группы:

а) соединение прокатной балки с массивной деталью больших размеров угловыми швами;

б) соединение плоского элемента типа вертикальной стенки, нагруженной изгибающим моментом в вертикальной плоскости, с массивной деталью больших размеров вертикальными угловыми швами;

в) соединение плоской пластины, нагруженной изгибающим моментом в вертикальной плоскости, с массивной деталью больших размеров горизонтальными угловыми швами.

Диаграммы предельных напряжений, построенные по данным испытаний соединений трупп а) и б). Все образцы изготовлялись из углеродистой конструкционной стали. Многие из угловых сварных швов, передающих изгибающий момент, были выполнены в вертикальном положении электродами Е6010. Поперечные угловые швы крепления двутавровых балок выполняли в условиях, имитирующих сборку конструкции: верхний пояс балки приваривали в нижнем положении, а нижний — в потолочном положении.

При определении напряжений в сварных швах соединения, расположенных в плоскости действия изгибающего момента, были приняты некоторые допущения, так как вычисление напряжений в таких соединениях представляют большие трудности. При расчете сначала определяли нагрузку на единицу длины вертикального шва у верхнего края соединения и затем, по величине этой погонной нагрузки, определяли напряжение в узком сечении углового шва. При этом принималось, что часть нагрузки в сжатой зоне соединения передается непосредственно через поверхность контакта сваренных деталей. Для учета этого обстоятельства расчетные напряжения в шве уменьшались на 5%. Вертикальные напряжения сдвига не учитывались, что при описываемых испытаниях не играло особой роли ввиду малости этих напряжений. Напряжение от изгибающего момента вычислялось по формуле.

При определении по этой формуле предела прочности сварного шва по данным испытания соединения при статической нагрузке было получено     значение 48,5 кГ/мм2. Так как это значение хорошо согласуется с ожидаемым значением предела прочности материала углового сварного шва, то при использовании соответствующего коэффициента запаса прочности формулу можно считать пригодной для расчетов при проектировании сварных соединений.

Данные испытаний различных соединений, передающих изгибающий момент, рассчитанные по формулам, приведены на диаграммах предельных напряжений. Из этих диаграмм видно, что предел выносливости горизонтальных швов крепления двутавровой балки оказался очень низким как по абсолютной величине, так и по сравнению с пределом выносливости вертикальных угловых швов.

Разрушение крепления двутавровой балки во всех случаях происходило по угловому шву-обычно по верхнему (растянутому) при пульсирующем цикле нагружения или по нижнему — при симметричном цикле нагружения. Тот факт, что почти все образцы соединения, испытанные при симметричном цикле напряжения, разрушились по нижнему сварному шву, может служить хотя бы частичным объяснением несколько необычной формы диаграммы. Нижние швы были сварены в потолочном положении. По имеющимся данным сварщик не имел достаточного опыта сварки в потолочном положении и не мог обеспечить высокого качества сварки.

Разрушение образцов соединения третьего типа происходило либо по угловому сварному   шву, либо у кромки шва, в зависимости от соотношения площади сечения шва и соединяемых элементов. Так как разрушение образцов с пластиной, приваренной горизонтальными угловыми швами, перпендикулярными плоскости действия момента нагрузки, происходило у кромки углового шва, то предел выносливости этих соединений можно было бы несколько повысить путем шлифования кромки шва для получения плавного перехода к основному материалу.

Читайте так же:

030 003 050 020 048 018 014 047

Комментарии запрещены.

Явление усталости

024 013 011 044 045 020
Усталость конструкций
Сопротивление усталости