РАСЧЕТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С УЧЕТОМ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ

НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СОЕДИНЕНИЯ ВПРИТЫК

Соединения впритык весьма широко применяются в различных сварных конструкциях. Они характеризуются более значитель­ными изменениями формы по сравнению с соединениями встык и поэтому концентрация напряжений в них может быть более вы­сокой.

Применение при исследовании увеличенных моделей и методики измерения местных деформаций тензодатчиками позволило не­сколько расширить данные о напряженном состоянии соединения впритык. При этом для ряда наиболее характерных сечений были построены более подробные эпюры распределения напряжений ох,

И Хху

На рис. 13 показаны эпюры распределения напряжений в се­чении у швов [16]. Цифрами отмечены эпюры, соответствующие различным типам образцов.

Напряжения наиболее благоприятно распределяются в образце, имеющем полный провар и плавный переход от основного металла на угловые швы.

Увеличение неравномерности распределения напряжений в се­чении у швов образца с угловыми швами объясняется влиянием непровара, который, изменяя поток усилий, создает дополнитель­ную концентрацию напряжений.

Разделка кромок соединяемых элементов, обеспечивающая пол­ный провар по Есей их толщине, создает более благоприятные усло­вия работы соединения, которые характеризуются менее значитель­ной концентрацией напряжений. В этом случае напряженное со­стояние соединения впритык приближается к напряженному состоянию соединения встык и поэтому такое его конструктивное оформление рекомендуется применять тогда, когда снижение кон­центрации напряжений может повысить надежность работы соеди­нения (например, при вибрационной нагрузке).

На рис. 14 приведены данные о распределении напряжений в различных сечениях углового шва соединения впритык [16], свидетельствующие о весьма неравномерном распределении напря­жений в шве. Наиболее опасным сечением углового шва является его косое сечение А—С, в котором и нормальные и касательные напряжения достигают своей наибольшей величины. При этом особо напряженным участком будет корень углового шва — точка А, которая является очагом зарождения трещины в угло­вом шве при его разрушении. Лобовое сечение углового шва (сечение О—А) также напряжено достаточно интенсивно.

В лобовом сечении, кроме весьма значительных нормальных напряжений, действуют также еще и касательные напряжения, которые появляются в этом сечении в результате сопротивления поперечным деформациям, оказываемого со стороны среднего про­межуточного элемента. О наличии этой поперечной реакции и о ее величине можно судить по эпюре нормальных напряжений в се­чении Д—Д промежуточного элемента.

Интенсивное нагружение лобового сечения углового шва при­водит к тому, что в некоторых случаях разрушение соединения впритык может происходить не по косому, а по лобовому сечению.

Сечение А—В по подошве углового шва нагружено менее ин­тенсивно, однако и оно в некоторых случаях может явиться

50 lOOfin

местом разрушения. Так, например, при действии сжимающей на­грузки условия работы в лобовом и косом сечениях становятся более благоприятными из-за повышенной способности металла со­противляться смятию и разрушение в этом случае (при наличии некоторого зазора в месте примыкания основных элементов к про­межуточному) должно будет произойти в сечении по подошве шва.