12. Расчет на прочность угловых лобовых, фланговых швов при действии растягивающей силы, изгибающего момента.

Рассчитывают по наименьшему сечению, расположенному в бисекторной плоскости прямого угла поперечного сечения шва. В зависимости от формы сечения различают:

1 ) нормальные ; в большинстве случаев , где - меньшая из толщин свариваемых деталей. По условиям технологии если . не определяется, но швы используются редко.

2) улучшенные. - глубина проплавления соединяемых деталей.

.

3) вогнутые – достигается механической обработкой шва, снижает концентрацию напряжений в месте соединения.

4) выпуклые – имеет место повышение концентраций напряжения из-за резкого изменения сечения деталей в месте соединения.

Значение коэффициента β. β – к/т, зависящий от вида сварки. β=1,1 для однопроходной автоматической, β=0,9 для 2- и 3-проходной автоматической сварки, β=0,85 для однопроходной полуавтоматической, β=0,8 для ручной многопроходной механизированной сварки.

В практике , , где из-за дефектов на концах шва в местах зажигания и гашения шва.

Лобовые швы. Напряженное состояние неоднородно, связано с резким изменением сечения детали в месте сварки и эксцентричным приложением нагрузок.

По методу, принятому в инженерной практике, лобовые швы рассчитывают только по τ. Расчетное сечение по биссектрисе mm. Практика показывает разрушение по этому сечению.

У словие прочности: . Все угловые швы, независимо от расположения к направлению, рассчитывают по τ в сечении mm.

Соединение лобовым швом нагружено моментом.

По принятому условному расчету лобовых швов по τ: .

- осевой момент сопротивления в сечении.

Фланговые швы.

О бщий случай. Основным напряжением шва является касательное напряжение τ в сечении mm. По длине шва τ распределено неравномерно, н концах шва больше, чем в середине. Расчет швов приближенно выполняют по среднему напряжению.

Условие прочности:

.

Для выполнения условия равнопрочности усилен прорезным швом:

. .

К листу приварен уголок.

Равнодействующая нагрузка F проходит через центр тяжести поперечного сечения уголка, а распространяется обратно пропорционально . Соблюдая условие равнопрочности швы выполняем .

,

Соединение нагружено моментом.

Напряжение от момента распространяется по длине шва неравномерно. Векторы направлены различно; тем больше неравномерность распределения, чем больше .

13. Расчет на прочность комбинированных соединений с лобовыми и фланговыми швами. Расчет сварных швов при переменных нагрузках.

Угловые комбинированные швы применяют в том случае, если простой угловой шов (лобовой, косой, фланговый) не обеспечивает необходимую прочность сварного соединения. Условия прочности комбинированных швов имеют вид:

- напряжение среза от сдвигающей силы F: , где - расчетное напряжение среза в шые от действующей силы F, - длина флангового шва, – длина лобового шва.

- напряжение среза от изгибающего момента M: , где - расчетное напряжение среза в шве от изгибающего момента M;

- напряжение среза от изгибающего момента M и сдвигающей силы F:

В общем случае доп. напряжения для сварных соединений при переменных нагрузках следует определять по общей формуле:

, где -  предел выносливости основного материала, соответственно для циклов нагружения: симметричного σ^-1, пульсирующего σ_о ассиметричного σ^Z; Е – масштабный фактор; - допустимый коэффициент безопасности; - эффективный коэффициент концентрации напряжения; - к/т упрочнения или к/т влияния качества обработки поверхности; - к/т долговечности.