ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРОЧНОСТИ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
КОНЦЕНТРАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЙ У ДЕФЕКТОВ
|
Следующим фактором, искажающим расчетные поля напряжений, является концентрация этих напряжений у дефектов сварных швов и конструктивных концентраторов. В качестве примера такого концентратора на рис. 1.17 показан схематически непровар |
|
(1.5) |
|
т |
|
N |
|
N |
|
Зсг0 |
|
1= |
|
Рис. 1.16 Концентрация напряжений ох у отверстия в пластине, растянутой силой N |
|
Узел А
Рис. 1.17 Схема многослойного стыкового шва с непроваром в первом проходе и распределение напряжений у вершины непровара |
в корне одностороннего стыкового шва, выполненного по F-образной разделке.
Из-за того, что на первом проходе сварки многослойных швов легко сделать прожог, его обычно выполняют на пониженном режиме. Если при этом дуга горит несимметрично (магнитное дутье, несимметричный токоподвод, невнимательность сварщика), в первом проходе образуется непровар, подобный тому, что изображен на рис. 1.17. Если сварное соединение растянуто в направлении оси х до напряжений сто, то эти напряжения концентрируются на непроваре. Чтобы приближенно оценить коэффициент концентрации по формуле (1.5), следует непровар сложной формы заменить полуэллиптическим надрезом, который на узле А (рис. 1.17) показан пунктиром. При глубине непровара t =5 мм и ширине 0,1 мм радиус кривизны можно приближенно оценить как
Р» 01 - 0,05.
Тогда коэффициент концентрации напряжений по формуле
(1.5) составит: ,
1+N<55 - 21
Характер распределения напряжений у вершины такого непровара показан на рис. 1.17 справа. Даже при отсутствии сварочных напряжений, пластические деформации тут могут появиться уже при расчетных напряжениях сто = 1 кГ/мм2.
Еще опаснее, когда этот непровар находится в зоне конструктивной концентрации напряжений. Если размеры непровара малы
по сравнению с размерами конструктивного концентратора, то средними напряжениями для непровара (ст0н) являются максимальные напряжения для конструктивного концентратора (3ст0). Так, если сварной шов с непроваром выходит на кромку конструктивного концентратора в виде круглого люка, то максимальные напряжения у вершины непровара составят:
°x, max = 21ст0н = 213^0 = 63^0.
Таким образом, при наложении друг на друга двух концентраторов с разными по порядку величины размерами коэффициенты концентрации перемножаются. Большое увеличение коэффициента концентрации, происходящее при этом, является одной из частых причин аварий.
