76.Причины и особенности концентрации напряжений в сварных соединениях различных типов.

77. Основные принципы расчета прочности сварных соединений и узлов.

Расчет сварных швов встык не производится, если расчетное сопро­тивление металла шва равно расчетному сопротивлению основного ме­талла и при этом начало и конец шва выведены на выводные планки, а корень шва подварен. В этом случае швы должны выполняться прямыми. В тех случаях, когда расчетное сопротивление металла шва ниже рас­четного сопротивления основного металла, нормами проектирования стальных конструкций разрешается стыковые швы выполнять прямыми и косыми, при этом их расчет должен производиться по следующим фор­мулам:

А ) прямые швы :

На сжатие

На растяжение

Б) косые швы

Где N – расчетное продольное сила , дейчтвующая на соединение; lш – расчетная длина шва ; - наименьшая толщина соединяемых элементов; - угол между направлением продольной силы и швом; Все указанные R – расчетные , табулированные сопротивления св шва.

При действии изгибающего момента М напряжения в шве ровны

(момент сопротивления св шва Wш равен моменту сопротивления основного сечения.)

если изгибающий момент действует на соединение вмести с нормальной силой то

при действии поперечной силы где Q – поперечная сила J и S – момент инерции и сопротивления шва. При действии сгибающего момента и поперчной силы ;

где нормальные напряжения от изгиба.

- касательные напряжения

Углевые швы рассчитываются на прочность по состоянию разрушения

В соединениях с угловыми швами допускаются малые пластические деформации. Прочность угловых швов зависит от направления действующего усилия.

Наибоьшаяпрочность на отрыб обьясняется возникновением жесткого обьемного напряжения сост. по сравнению с работай на срез . Общее условие прочности в соединении с угловыми швами hш – толщина шва. - коэф. размеров шва

77. Характеристики усталостной прочности сварных соединений

Усталостная (вибрационная) прочность зависит, как известно, от многих факторов: от действующих напряжений и характеристики цикла, от масштабного фактора, свойств материала и состояния его поверхности. Влияние этих факторов широко известно и здесь не рассматривается. Однако отметим, что сварное соединение имеет одну особенность, существенно влияющую на вибрационную прочность соединения: наличие концентрации напряжений в месте перехода металла шва в основной металл. В лаборатории сварки ЛКИ методом фотоупругости для образцов, имитирующих сварные соединения с различной формой шва, были установлены значения теоретических коэффициентов концентрации напряжений. Коэффициенты концентрации напряжений изменяются в значительных пределах, и форма шва (в этом смысле) играет существенную роль. Действительные коэффициенты концентрации напряжений, которые называются эффективными коэффициентами концентрации (Kf), зависят не только от формы шва, но и от чувствительности металла к надрезу. Если знать величину предела усталости гладкого образца и эффективный коэффициент концентрации для различных типов сварных соединений, можно, не проводя испытаний, установить величину предела усталости данного соединения по формуле Б. Н. Дучинского. Предел усталости сварных соединений нужно сравнивать не с пределом усталости гладкого образца, а с пределом усталости образца с заклепочным соединением, так как при отказе от сварки корпус корабля можно построить только при помощи клепки. Предел усталости сварных соединений всегда будет выше, чем у соответствующих клепаных соединений. Вторая причина, по которой в судовых конструкциях не требуется повышать усталостную прочность сварных соединений специальными мерами (механической обработкой), заключается в том, что корпус судна не испытывает правильных знакопеременных длительных и регулярных нагрузок, какие существуют при проведении усталостных испытаний. Исключением являются конструкции корпуса в районе гребных винтов, машинные фундаменты и конструкции в районе установки неуравновешенных механизмов и т. п. Для этих районов пониженная усталостная прочность сварных соединений учитывается в расчете тем, что в качестве опасного напряжения принимается не предел текучести, а предел усталости и допускаемые напряжения берутся как некоторая часть от предела усталости.