условие равнопрочности для соединений с лобовыми швами
Следует отметить, что условие равнопрочности для соединений с лобовыми швами не выполняется и применять их нецелесообразно;
в) аналогично для соединений с комбинированными швами (см. рис. 4.5, в) можно определить размер I =. 0,7b .
При статическом нагружении нахлесточных сварных соединений моментом Τ (рис. 4.7, а), действующим в плоскости стыка деталей, напряженное состояние комбинированных угловых швов приближенно оценивают величиной касательного напряжения τ в опасном сечении шва (см. рис. 4.4, а, сечение А-А). Приближенное решение этой задачи получено при допущениях:
Г) свариваемые детали считают абсолютно жесткими, а деформируются под нагрузкой только швы (в действительности все детали имеют конечную жесткость, что влияет на характер на- гружения шва [14]);
2) под действием момента Τ пластина поворачивается вокруг центра тяжести (ЦТ) площади опасного сечения швов в пределах упругих деформаций швов на угол dtp .
Поверхность разрушения швов условно разворачивают на плоскость стыка и составляют расчетную схему (рис. 4.7, б), Рассматривают текущую площадку dA с напряжением хт, расположенную на радиусе р, и фиксированное положение площадки dA с тГтах на радиусе ртах . Перемещение выделенных зон на величину ρίίφ характеризует (согласно закону Гука) величину напряжений, которые пропорциональны своим радиусам:
|
Рис. 4.7. Расчетные схемы нахлесточных сварных соединений, нагруженных в плоскости стыка |
Элементарная сила dF, действующая на элементарной площадке dA, перпендикулярна радиусу ρ и составляет величину dF - xTdA , элементарный момент dT - pzTdA .
Условие равновесия пластины
С учетом того, что t7maji/pmax величина постоянная, и после подстановки выражения (4.6) под знак интеграла имеем
где Ур — полярный момент инерции повернутой на плоскость
стыка поверхности разрушения относительно центра тяжести, J ρ = J χ -г J γ (здесь J х и Jy — главные моменты инерции относительно соответствующих осей).
Таким образом, преобразуя выражение (4.7), можно определить величину касательного напряжения в наиболее нагруженной зоне сварного шва:
На рис. 4.7, в изображено сварное нахлесточное соединение с комбинированными швами при наг ружении постоянной силой F, действующей в плоскости стыка. Силу F заменяют ее составляющими Fx = F cosa и Fy = F sin a , которые переносят в центр тяжести сварного шва. При переносе сил в плоскости стыка возникает вращающий момент Τ — LFY sin a .