过程装备制造焊接接头的强度计算.ppt
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1、Chapter 3 焊接接头的强度计算 Intensity calculation of welding joint,本章重点:1.焊接接头的应力集中 2.焊接接头的应力分布 3.焊缝静载强度计算 本章难点:1.焊接接头的应力分布 2.焊缝静载强度计算,1.焊接接头的应力集中,1 应力集中的概念 1.1定义 由于焊接的形状和焊缝布置的特点,焊接接头工作应力的分布是不均匀的,其最大 应力 比平均应力值 高,这种情况称应力集中。 1.2 表达式:,焊接接头中存在应力集中的影响因素, 焊接工艺缺陷、冶金缺陷、夹渣、气孔、咬边、未焊透均会引起应力集中、其中咬边、未焊透较为严重。 不合理的焊缝外形。不同
2、焊缝形状会引起不同程度的应力集中。 接头型式:不同接头型式引起应力集中不同。 制造过程中的缺陷。 焊接残余应力。,2.电弧焊焊接接头的应力分布,1 对接接头的应力分布 对接接头的焊缝形状产生了结构不连续性,因而引起不同的应力分布,在焊缝与母材的过渡处引起应力集中,最大应力集中部位在焊趾。 应力集中系数:,对接接头的应力分布2, 对接接头的焊缝形状产生了结构不连续性,因而引起不同的应力分布,在焊缝与母材的过渡处引起应力集中,最大应力集中部位在焊趾。 应力集中系数:,丁字接头(十字接头)的应力分布,十字接头有熔透和未熔透两种 未熔透的十字接头,在焊趾和焊根处有较大的应力集中系数,其中以焊根处为最大
3、。 熔透的十字接头有较小的应力集中系数。,搭接接头的应力分布,正面角焊缝:把与力作用方向垂直的焊缝 焊缝根部A点、焊趾B点应力集中严重 焊趾B点的应力集中系数随角焊缝的斜边的夹角 而变 减小 、增大熔深焊透根部和增大底边焊脚长度,可使 减小,侧面搭接角焊缝,斜向搭接角焊缝,点焊接头的应力分布,单排点焊接头的应力分布(如图) 多排点焊以两端焊点受力最大(如图),3 焊缝的静载强度计算,焊缝接头强度计算的假设 残余应力对接头强度无影响 应力集中对接头强度无影响 接头的工作应力是均布的,以平均应力计 不计正面与侧面焊缝、焊缝的加强与减弱和不同焊接规范引起的焊缝性能差异,而用统一的计算截面和许用应力,
4、焊缝接头强度计算的假设, 角焊缝都是在切应力作用下破坏的。角焊缝的计算断面在角焊缝截面的最小高度上,取内接三角形高度 为计算高度,(如图)。 直角等要角焊缝的计算高度: 尽管加强和小量的熔深对于接头强度没有影响,但埋弧自动焊和 保护焊的熔深较大应予以考虑,其角焊缝计算断面厚度 (如图),电弧焊接接头的静载强度计算,1.对接焊缝强度 计算公式如下: 受拉时: 受压时: 受剪时:,电弧焊接接头的静载强度计算,而内弯: 垂直弯: 综合作用: 注:对于未焊透的对接接头,上述各式中应将 中减去未焊透深度,l取实际焊缝长度, 、 、 分别是焊缝许用拉、压、切应力。,搭接接头的静载强度计算,1.受拉、压的塔
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