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焊接接头的强度计算标准分享网 本题重点：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 本题难点：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 ① 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。 ② 不合理的焊缝外形。不同焊缝形状会引起不同程度的应力集中。 ③ 接头型式：不同接头型式引起应力集中不同。 ④ 制造过程中的缺陷。 ⑤ 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 ① 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。 ② 应力集中系数： 对接接头的应力分布2 ① 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。 ② 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 ① 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。 ② 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 ① 焊缝根部A点、焊趾B点应力集中严重 ② 焊趾B点的应力集中系数随角焊缝的斜边的夹角 而变 ③ 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 ① 残余应力对接头强度无影响 ② 应力集中对接头强度无影响 ③ 接头的工作应力是均布的，以平均应力计 ④ 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 焊缝接头强度计算的假设 ⑤ 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： ⑥ 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、压的塔接接头 ① 单面焊、正面或侧面塔接焊缝的强度公式： ② 单面焊的正面、侧面联合塔接焊缝的强度公式： 受弯矩的搭接接头计算 2.受弯矩的搭接接头计算方法有三种： ① 分段计算法： ② 轴惯性矩计算法 最大切应力： 受弯矩的搭接接头计算 ③ 极惯性计算法 最大切应力： -极惯性矩， （又等于相互垂直的两个轴的计算惯性矩之和） 受偏心载荷的搭接接头计算 ① 采用分段法或轴惯性矩法计算 ，则按下式求合成应力： ② 若采用极惯性矩法计算 ， 将 分解成水平的（ ， ） 和垂直的（ ， ）两个力， 再合成： [注]： 的计算是按全部焊缝计算，还是只考虑水平焊缝或只考虑垂直焊缝，要按具体情况而定。（如图）可按全部焊缝承受的剪力 ， 均匀分布于全部焊缝中，其方向同P一致 载荷平行于焊缝丁字接头强度计算 ① 由于产生最大应力的危险点在 焊缝的最上端，同时受有两个切 应力的作用，一个是由 引起的 ，另一个由Q=P引起的， 和 相互垂直 ，所以该点的合成应力为： ② 若开坡口并焊透，其强度按对接接头计算，焊缝金属截面等于母材截面（F= · h）,若不开坡口时，按下式计算： 弯矩垂直于板面的丁字头计算 ① 如开坡口并焊接，其强度按对接接头计算，强度计算公式为： ② 当接头不开坡口，用角焊缝连接，强度计算公式为： （