Сварные конструкции. Расчет и проектирование
СОПРОТИВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ДУГОВОЙ СВАРКОЙ
В сварных конструкциях предел выносливости зависит от материала, технологического процесса сварки, формы конструкции, а также от рода усилия и характеристики цикла нагружения. Влияние технологического процесса сварки на прочность при переменных нагрузках обычно изучают на образцах стандартного типа, имеющих стыковые швы. В образцах со снятым усилением концентрация напряжений практически отсутствует. Как показали результаты многочисленных опытов, в таких обработанных сварных образцах из углеродистых и ряда низколегированных конструкционных сталей отношение аІ!/а_,->0,9, где o_j — предел выносливости образца из основного металла при симметричном цикле; ol, — предел вынос-
|
Таблица 5.3 Пределы выносливости качественно выполненных сварных соединений из низколегированных сталей при различном числе циклов нагружения N
|
ливости стыкового сварного соединения. Значения предела выносливости при автоматической сварке более стабильны, нежели при ручной. Эго объясняется лучшим качеством сварных швов.
|
Рис. 5.5. Пределы прочности и выносливости сталей и сплава Д16Т: Од — основного металла (вертнкальн. ш штриховая); с_,— основного металла (ие - ааштрихованные полосы); о| — сварною соединения (Косая штриховка) |
При действии переменных нагрузок следует отдельно рассматривать прочность швов и прочность прилегающего к ним основного металла. В большинстве случаев в стыковых соединениях разрушение наступает в зонах термического влияния. Эго объясняется наличием в них концентраторов напряжений от швов с необработанной поверхностью, а также разупрочнений легированных или закаленных сталей в результате теплового действия сварочной дуги.
На рис. 5.5 приведены усталостные характеристики сталей и алюминиевого сплава Д16Т и их сварных соединений.
Высокие отношения пределов выносливости соединений к пределам прочности основного металла имеют низкоуглеродистые стали. Аусте - нитные стали, высокопрочная сталь марки ЗОХГСА, сплав Д16Т имеют низкие значения о;_Ч и а_х/ая.
Стали повышенной прочности наиболее эффективно используются в условиях статических и переменных нагрузок при 0. Если значения коэффициентов концентрации напряжений конструкции высоки и г-»—1, то эффективность применения высокопрочных сталей резко понижается. Как показали исследования ИЭС им. Е. О. Па - тона (табл. 5.3), в этом случае пределы выносливости для сталей с совершенно различными значениями пределов прочности почти не отличаются.
