Расчет на сопротивление усталости машиностроительных свар­ных конструкций

Допускаемые напряжения основного ме­талла в металлических строительных и крановых конструкциях (в соответствии со «Строительными нормами и правилами») определяют по зависимости

[σ]_ρ = Rm/k„,

где R — расчетное сопротивление' разру­шению (/? = 0,9σ_τ для низкоуглеродистой и /? = 0,85σ_τ для низколегированной ста­ли) ; т — коэффициент условий работы, в большинстве случаев равный 0,9; при повышенной податливости элементов и в некоторых других случаях т =0,8; k_H — коэффициент надежности, обычно k_H = = 1...1,2, для подкрановых балок при тяжелом режиме k„— 1,3...1,5.

Обычно [σ]_ρ = σ_τ/(1,35...1,6) для угле­родистых и [σ]_ρ=σ_τ/(1,5...1,7) для леги­рованных сталей.

В строительных конструкциях при пе­ременных нагрузках расчетные сопротив­ления или допускаемое напряжение умно­жают на коэффициент у — с/(а—Ьг), если наибольшее напряжение растягивающее, или на коэффициент у = с/(Ь—аг), если наибольшее напряжение сжимающее, где r = a_min/a_max характеристика цикла, а, Ь, с — коэффициенты, приведенные в табл. 4.3.

Расчет на сопротивление усталости машиностроительных свар­ных конструкций можно прово­дить по основному металлу вблизи шва, если обеспечена статическая равнопроч- ность со швами.

Специфику сварных конструкций учиты­вают коэффициентами остаточных напря­жений и технологических отклонений, которые вводятся сомножителями к ко­эффициенту концентрации напряжений. Наибольший опыт расчетов и нормативы имеются в локомотиво- и краностроении.

Расчет на надежность сварных соединений при циклических нагрузках можно производить по формулам (§ 1.6). На основании отечественных и зарубежных исследований, содержащих диапазон рас­сеяния предела выносливости сварных соединений, можно оценить коэффициент вариации предела выносливости за счет разброса качества сварного шва следую­щими значениями: стыковое соединение, сварка автоматическая и полуавтомати­ческая 0,03; то же, сварка ручная 0,05; нахлесточное соединение 0,06; сварные двутавровые балки 0,05; сварные короб­чатые балки 0,09.

Кроме того, окалина может служить са­мостоятельным источником вариации пре­дела выносливости с коэффициентом 0,06. Эти коэффициенты должны квадратически суммироваться с коэффициентом вариации для деталей одной плавки без сварного шва и коэффициентом по плавкам.