Сварные конструкции. Расчет и проектирование

СОПРОТИВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ КОНТАКТНОЙ СВАРКОЙ

Соединения, выполняемые контактной стыковой свар­кой, обладают высокими механическими свойствами не только при статических, но и при переменных нагрузках. При сварке низкоуглеродистых и многих низколегирован­ных сталей соединения имеют предел выносливости, близ­кий к пределу выносливости основного металла. Большое влияние на усталостную прочность оказывает не только качество провара стыка, а также состояние его поверх­ности. При грубой обработке поверхности предел выносли-

вости меньше, при гладкой, особенно полированной,— больше.

Усталостная прочность точечных соединений значи­тельно уступает прочности стыковых. Точечные соединения условно рассчитывают по напряжениям среза. Однако их разрушения при работе под переменными нагрузками почти всегда происходят в результате разрывов металла в над - точечной или околоточечной зоне. Эти разрушения вы­званы концентраторами на­пряжений. Усталостная проч­ность точечных соединений в большей степени зависит от того, являются ли они связу­ющими или рабочими, от рода материала и степени его чувствительности к концент­раторам напряжений..

Данные экспериментов по­казывают, что пределы вы­носливости рабочих точек на­много ниже, чем связующих, что наименее чувствительны к концентраторам точечные соединения из низкоуглерод - -/ ц» 0,8 ц* ці о ці ці ці 0,8 •! истых сталей, более чувст-

Характеристика. цикла вительны соединения из аусте-

Рис. 5.12. Зависимость преде - нитной стали 12ХІ8Н10Т и

ла выносливости точечных со - из стали ЗОХГСА после за-

единений от характеристики калки и низкого отпуска.

цикла Усталостная прочность в

сильной степени зависит от конструкции соединения. Чем больше шаг между точками в ряду, направленном перпендикулярно действующей силе, тем выше концентрация напряжений и ниже уста­лостная прочность. В соединениях с двусрезными точками усталостная прочность повышается более чем в два раза по сравнению с односрезнымн. Качество сварных точек, особенно рабочих, также влияет на усталостную проч­ность. Внутренние трещины в точке оказывают небольшое влияние на значение разрушающей нагрузки; нагруженные же трещины могут снизить ее в три раза и более. Очень большое влияние на усталостную прочность точек оказы­вает характер цикла испытаний (рис. 5.12). При знако­переменных нагружениях предел выносливости в не­сколько раз меньше, чем при знакопостоянных.

Усталостная прочность соединений, выполненных шов­ной сваркой, ниже стыковой, но выше, чем при точечной, так как соединения обеспечивают более равномерный силовой поток. Примерные значения эффективных коэф­фициентов концентрации напряжений Кэ для точечных и шовных соединений приведены в табл. 5.6.