§ 1.4. Расчет на прочность сварных соединений

1.3. Расчет на прочность сварных соединений
Основным критерием работоспособности швов сварных соединений является прочность. Расчет на прочность основан на допущении, что напряжения в шве распределяются равномерно как по длине, так и по сечению
Стыковые соединения. Расчет швов (рис. 1.7) производят на растяжение или сжатие по сечению соединяемых деталей без учета утолщения шва. Условие прочности шва на растяжение,

где F — растягивающая сила; δ — толщина шва (принимается равной толщине детали); /ш — длина шва; σ'ρ и [σ]ρ — расчетное и допускаемое напряжения на растяжение для шва (см. табл. 1.1).

Нахлесточные соединения угловыми швами. Расчет угловых швов производят на срез по опасному сечению I — I (см. рис. 1.5, а), совпадающему с биссектрисой прямого угла. Расчетная высота опасного сечения шва равна к sin 45°  Условие прочности шва на срез при действии растягивающей или сжимающей силы

 

 

 

где ТсР и [т]ср — расчетное и допускаемое напряжения среза для шва (см. табл. 1.1); /ш — расчетная длина шва. В соединении лобовыми швами /ш = 2/л (см. рис. 1.4, а), фланговыми швами /ш = 2/фЛ (см. рис. 1.4, б). В комбинированном сварном шве (см. рис. 1.4, в) /ш равна сумме длин всех лобовых и фланговых швов.
§ 1.4. Допускаемые напряжения для сварных соединений
Температурные деформации при сварке создают остаточные напряжения в зоне шва. Эти напряжения незначительны, если свариваемые металлы обладают хорошей пластичностью. К таким металлам относятся низко- и среднеуглеродистые стали. Сварка легированных сталей несколько затруднена из-за склонности к закалке околошовной зоны. Допускаемые напряжения для сварных соединений выбирают по табл. 1.1.
При переменной нагрузке допускаемые напряже

ния, полученные по табл. 1.1, снижают умножением на коэффициент у:

 

Таблица 1.1. Допускаемые напряжения для сварных соединений деталей из низко- и среднеуглеродистых сталей при статической нагрузке

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примечание В таблице [σ]ρ — допускаемое напряжение на растяжение для материала соединяемых деталей Для стали Ст2 [σ]Ρ/140 Н/мм2, СтЗ [σ]ρ = = 160 Н/мм2
где R — коэффициент асимметрии цикла (см. § 0 5); Ка — эффективный коэффициент концентрации напряжений.
Для угловых лобовых швов: при ручной сварке Ка = 2,3...3,2; при автоматической Κσ= 1,7...2,4.
Для фланговых швов Ка = 3,5...4,5.
Для стыковых швов при ручной сварке углеродистых сталей

В знаменателе формулы (1.3) верхние знаки принимают, когда среднее напряжение цикла    нижние — когда а,„<0.