4.6. Расчет сварных соединений при переменном нагружении

4.6. Расчет сварных соединений при переменном нагружении

Сварные детали машин часто работают под воздействием переменных нагрузок, приближенно аппроксимируемых регу­лярным нагружением (ГОСТ 23207-78) по периодическим зако­нам с одним максимумом я минимумом в цикле. При соблюде­нии статической равнопрочности основного металла и сварного шва усталостное разрушение происходит по основному металлу
вблизи сварного шва — по зоне термического влияния (см. рис. 4.1, г) .

Применение стыковых швов предпочтительнее, так как они обладают невысокой концентрацией напряжений по сравнению с угловыми и, особенно, точечными швами. Циклическую проч­ность сварных соединений можно повышать также технологиче­скими методами — проводить, старение или отжиг (для снятия остаточных напряжений), удалять механической обработкой утолщение стыкового шва или придать вогнутость угловому шву, создавать наклеп (например, обдувом дроби). Эти мероприятия в сочетании с инструментальным контролем качества шва в значи­тельной мере снижают концентрацию напряжений, а для стыко­вых швов она практически снимается.

Существуют различные методики расчета сварных соедине­ний на циклическую прочность. Ниже рассмотрена методика, изложенная в [29; 30] и базирующаяся на результатах усталостных испытаний сварных деталей реальных размеров, проведенных для различных сталей с разнообразными необработанными механиче­ским путем бездефектными швами. На базе 2-10⁶ циклов нагру­жении получены значения пределов выносливости симметричного а__1д и отнулевого ст_0д режимов. По этим двум точкам в коорди­натах o_max-o_m (a_max — максимальное, a_m — среднее напряжение цикла) построена при вероятности отказа 50 % схематизированная диаграмма (рис. 4.11). Связь между пре­делами выносливости устанав­ливается коэффициентом чув­ствительности к асимметрии цикла;