где ;N - расчетное осевое усилие;Aw - площадь продольного сечения шва;tmin- толщина более гонкого из соединяемых элементов;lw - расчетная длина шва; Rwv - расчетное сопротивление стыкового соединения растяжению или сжатию.
Рис. 8.1. К расчёту стыковых швов: а – работа стыковых швов на осевые усилия; б – работа стыкового шва на осевое усилие изгиб.
В начальный момент сварки, когда основной металл еще не успел достаточно нагреться, возможен непровар корня шва, а в конце сварки при резком обрыве дуги - незаваренный кратер. По этой причине расчетная длина шва принимается короче фактической на величину 2tmin - в стальных конструкциях и 3tmin - в алюминиевых.
Концевые участки шва иногда выводят за пределы свариваемых элементов посредством специальных планок, которые по окончании сварки обрубаются, а торцы шва зачитают. В таких случаях расчетная длина принимается равной полной длине шва.
Поскольку при визуальных способах контроля качества швов, выполненных полуавтоматической или ручной сваркой, расчетное сопротивление стыкового шва растяжению меньше, чем у основного металла, длина прямою шва может оказаться недостаточной. Тогда конструируется косой шов (рис 8.1б). К который при углах «а<67» оказываются равнопрочными основному металлу и не требуют расчета. Однако косые стыки являются нетехнологичными видами соединений, и их следует устраивать только при ручной сварке в растянутых зонах с напряжениями, близкими к расчетному сопротивлению. При совместном действии в соединении продольной силы, изгибающего момента и поперечной силы (рис. 8.1.в) проверка прочности прямого стыкового шва выполняется по формулам:
(8.2)
(8.3)
где 
- определяется
по (8.1); 
; 
; 
- нормальное
напряжение в шве от изгибающего момента: 
; 
- касательное
напряжение
в шве: 
- расчетное
сопротивление стыкового шва срезу, принимаемое равным- учетному
сопротивлению срезу основного металла.
Кроме того, шов, находящийся в сложном напряженном состоянии в соответствии с четвертой энергетической теорией прочности проверяется по формуле:
(8.4)
где 
- нормальные
напряжения в сварном шве от совместного действия N и M: 
- средние
касательные напряжения в шве от действия Q: 1,15 - учитывает
развитие текучести при сложном напряженном состоянии.
Итак, мы рассмотрели расчет стыкового шва. находящегося в различных условиях работы, но следует помнить, что при использовании электродов и проволоки, обеспечивающих прочность не ниже, чем у основного металла, а также при полном проваре и физическом контроле качества шва в зоне растяжения - расчет стыкового шва не требуется. В противном случае расчетное сопротивление шва Rwy принимается равным 0,85 Ry, и швы рассчитывают как было рассмотрено выше
Работа и расчет угловых швов
Угловые швы расположенные параллельно действующему усилию, называются фланговыми. а расположенные перпендикулярно усилию называются лобовыми.
При соединении фланговыми швами передача усилий с одного элемента на другой происходит неравномерно как по длине шва, так и по поперечному сечению соединения (рис. 8.2). Однако при статическом нагружении перед разрушением напряжения выравниваются за счет пластической работы перенапряженных (концевых) участков шва. Это позволяет сделать допущение о равномерном распределении напряжений среза по сечению шва в предельном состоянии.
Рис. 8 2 Работа соединений с фланговыми швами а – распределение напряжений во фланговом шве:
б – распределение напряжений по сечениям.
Лобовые соединения более равномерно, чем фланговые, передают усилие по длине шва. но крайне неравномерно - по толщине шва. Вследствие малых поперечных размеров лобового шва при переходе с одного элемента на другой происходит резкое изменение направления силовых линий (рис. 8.3), в корне шва концентрируются большие напряжения, и соединение хрупко разрушается от совместного действия растяжения изгиба и среза (рис8.3,6).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.