РАСЧЕТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С УЧЕТОМ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ

КОНЦЕНТРАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В УЗЛЕ С РЕЗКИМ ОБРЫВОМ СВЯЗЕЙ

Примером узла с резким изменением формы может слу­жить крестовое соединение, в котором осуществляется сопря­жение элементов, расположенных в разных плоскостях (рис. 76).

Применение”таких соединений имеет место, например, в узле фермы, когда элементы двутаврового профиля ориентированы так, что стенки двутавров располагаются в плоскости фермы и сопря­гаются плоской фасонкой (рис. 77). Подобные соединения встре­чаются также при сопряжении поперечной балки с главной фермой (рис. 78) и в некото­рых других узлах сварных конструкций.

jji

шішл] . ^Тк

ТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТГ

Рис. 76. Сварное крестовое соединение

Напряженное состояние элементов крестового соеди­нения (рис. 79, а) подобно напряженному состоянию по­лосы, находящейся под дей­ствием продольного уси­лия. Наиболее напряженной частью крестового соедине­ния является место измене­ния сечения (участок А на рис. 79, б). Напряжения в продольных сечениях сварных швов менее существенны для проч­ности крестового соединения, поэтому его расчетная схема может быть принята как для бесконечно длинной полосы (рис. 79, в). Такое допущение упрощает расчет и не вносит большой погрешности для удаленного от конца наиболее напряженного участка.

Рис. 77. Узел главной фермы мостового пролет­ного строения

В зависимости от соотношения размеров соединяемых элемен­тов и размеров сварных швов условия распределения усилия, передающегося со шва на полосу, могут быть различными. В общем случае распределение усилия в продольном шве проис­ходит неравномерно.

С увеличением длины швов неравномерность распределения усилий повышается, но при сравнительно коротких швах распре­деление усилий по их длине приближается к равномерному II* 163

(рис. 80). При известном законе распределения продольного усилия расчет напряжений в крестовом соединении может быть составлен на основании известных в теории упругости решений [38]. Для соединений С короткими про - Q) дольными швами можно ис­пользовать формулы (IV.41) р и (IV.42).

д

-

У

L

А

j

со

і р 1

1 '

- L - Ч

В)

Р

Р

L-2L

крестового соединения °> „

При использовании этих формул необходимо иметь

6)

р_

2

в)

Рис. 80. Эпюры распределения уси­лий в продольном шве: а — при большой длине шва; б — при малой длине шва

г)

Рис. 78. Узел сопряжения Рис. 79. Расчетная схема сварного поперечной балки с главной фермой

Рис. 81. Схема нагрузки полосы

I

в виду, что они составлены для случая, когда действующее на полосу усилие уравновешено двумя равными силами, приложен­ными к ее концам при х = ±оо (рис. 81, а). Поэтому, чтобы 164
получить напряжение в полосе для наиболее часто встречающегося случая (рис. 81, в), к значениям напряжений, вычисляемым по формулам (IV.41)h (IV.42), необходимо прибавить напряжения, получающиеся для случая простого растяжения (рис. 81, б).

Напряжения при действии на полосу двух сил, приложенных на расстоянии I (рис. 81, г), в силу симметрии могут быть вычислены и непосредственно по формулам (IV.41) и (IV.42).

Формулы для расчета напряжений в полосе могут быть пред­ставлены в следующем общем виде:

нормальное напряжение для точек, расположенных по оси по­лосы, при у = О

aQ = 0,4qF0 (х);

нормальное напряжение для точек, расположенных вдоль кромок полосы, при у = ±Ь

оу = 0,4qFi (х).

Здесь F0 (х) и Fx (х) — некото­рые функции, зависящие от х.

Значения функций F0 (х),

Fj (х) можно определять по фор­мулам (IV.41) и (IV.42), а так­же с помощью данных, приве­денных в табл. 9. В табл. 27 приведены значения напряже­ний в полосе, вычисленные по

ЭТИМ формулам. рис 82. Изменение коэффициента кон-

На рис. 82 показано изме - центрации напряжений в сварных кре - нение коэффициента концентра - стовых соединениях:

ЦИИ напряжений ДЛЯ Крестовых • — при / = 40 мм; я — при I = 60 мм образцов при различных значе­ниях расстояния между прикрепленными ребрами. Эти графики по­строены по данным, полученным на основании расчета путем соот­ветствующего наложения значений, приведенных в табл. 27. Отдельными точками отмечены значения, определенные экспе­риментальным путем. Эти данные приведены в табл. 28.

Сопоставление экспериментальных и расчетных данных пока­зывает, что они достаточно определенно указывают на снижение концентрации напряжений в крестовом соединении с увеличе­нием расстояния между ребрами, а также с увеличением рас­стояния рассматриваемой точки от сварных швов.

Однако необходимо отметить, что при расстояниях точки от шва х < 1,5 мм это обстоятельство экспериментально не было проверено.

В заключение можно отметить, что наибольшая концентрация напряжений в сварных конструкциях (при отсутствии технологи-

Значения коэффициентов концентрации напряжений в средней пластинке крестового образца по экспериментальным данным

Расстояние между ребрами в мм

Расстояние точки от шва х в мм

1.5

6.5

8,0

9,5

20

20

2,75

2,1

1,91

40

2,50

1,68

1,53

1,46

60

1,60

1,47

1,45

Применение и развитие предложенного метода позволит полу­чить более полные данные о напряженном состоянии различных соединений и будет способствовать проведению дальнейших иссле­дований, необходимых для - совершенствования методики проекти­рования сварных конструкций.

РАСЧЕТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С УЧЕТОМ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ

РАСЧЕТ СОЕДИНЕНИЙ С ЛОБОВЫМИ ШВАМИ

Местные напряжения для соединения с лобовыми угловыми швами определяются по расчетной схеме рис. 68, б. Схема модели соединения и действующие в швах напряжения показана на рис. 74. В сечении по …

ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Расчетную схему для определения местных напряжений в свар­ных соединениях можно представить в виде основного элемента постоянного поперечного сечения, нагруженного кроме внешней нагрузки еще и некоторыми силами, приложенными в местах отде­ления …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.