Сварные конструкции. Расчет и проектирование

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В ЛОБОВЫХ ШВАХ

Изучение распределения напряжений в лобовых швах производилось теоретически — на основе положений тео­рии упругости и пластичности н экспериментально — на моделях с применением поляризованного света, лаковых покрытий, тензомеїрирования. В последнее время развн-
вается метод численного моделирования на ЭВМ, который позволяет получить наиболее полную информацию о на­пряженно-деформированном состоянии металла шва и в отличие от других расчетных методов достаточно хорошо согласуется с данными экспериментов. Эксперимент и последующий расчет подтвердили наличие значительной концентрации в лобовых швах и большое влияние на

Рис. 4.4. Распределение напряжений в моделях соединений с двусторонними накладками

распределение напряжений конфигурации поперечного сечения шва: глубины проплавления, угла при вершние и формы свободной поверхности шва. Концентрация на­пряжений заметно снижается при увеличении глубины проплавлення, увеличении угла и введении плавных переходов от шва к поверхности соединяемых деталей.

Расчеты на ЭВМ, проведенные в сварочной лаборатории МГТУ им. Н. Э. Баумана, показали, что при возрастании нагрузок происходит выравнивание деформаций и сни­жение концентрации напряжений.

Распределения напряжений в соединениях с лобовыми швами (рис. 4.4, а) показаны на рис. 4.4, б (А—А), на рис. 4.4, в (С—Л) и на рис. 4.4, г (сечение В—В). Нан-
больший коэффициент концентрации а=2 имеет место в сечении А—А (рис. 4.4, б).

В нахлесточных соединениях с двумя лобовыми швами усилия между ними распределяются равномерно, в случае

если элементы имеют равные толщины.

Концентрация на­пряжений имеет ме­сто также в лобовых швах тавровых со­единений. Так, возле ребер жесткости, при­варенных к растяги­ваемому элементу (рнс. 4.5, а), образу­ется концентрация на­пряжений ах по сече­нию А—А. Эпюра

этих напряжений по­казана на рис. 4.5, б.

Коэффициент концентрации напряжений в шве тавро­вого соединения зависит от его очертания и от формы сопряжения с основным металлом.