焊接強度计算知识.docVIP

各种焊接接头都有不同程度的应力集中，当母材具有足够的塑性时，结构在静开车破坏之前就有显著的塑性变形，应力集中对其强度无影响。 例如，侧面搭接接头在加载时，如果母材和焊缝金属都有较好的塑性，其切应力的分布是不均匀的，见图29。继续加载，焊缝的两端点达到屈服点σs，则该处应力停止上升，而焊缝中段各点的应力因尚未达到σs，故应力随加载继续上升，到达屈服点的区域逐渐扩大，应力分布曲线变平，最后各点都达到σs。如再加载，直至使焊缝全长同时达到强度极限，最后导致破坏。 36? 什么是工作焊缝？什么是联系焊缝？ 焊接结构上的焊缝，根据其载荷的传递情况，可分为两种：一种焊缝与被连接的元件是串联的，承担着传递全部载荷的作用，一旦断裂，结构就立即失效，这种焊缝称为工作焊缝，见图30a、图30b，其应力称为工作应力。另一种焊缝与被连接的元件是并联的，仅传递很小的载荷，主要起元件之间相互联系的作用，焊缝一旦断裂，结构不会立即失效，这种焊缝称为联系焊缝，见图30c、图30d，其应力称为联系应力。设计时，不需计算联系焊缝的强度，只计算工作焊缝的强度。 37? 举例说明对接接头爱拉（压）时的静载强度计算。 全焊透对接接头的各种受力情况? 见图31。图中F为接头所受的拉（压）力，Q为切力，M1为平面内弯矩， M2为垂平面弯矩。 受拉时的强度计算公式为 ? ????????????????????????????? F ????????????????????? σt＝ ───? ≤〔σ′t ?〕 ??????????????????????? ?????Lδ1 ???????????????????????????????? F 受压时的强度计算公式为? σα＝ ───? ≤〔σ′α 〕 ????????????????????????????? ?Lδ1 ? 式中??? F——接头所受的拉力或压力（N）； ??????? L——焊缝长度（cm）； ????? δ1——接头中较薄板的厚度（cm）； ?????? σ——接头受拉（σt） 或受压（σα）时焊缝中所承受的应力（N/cm2）㈠ 〔σ′t? 〕——焊缝受拉时的许用应力（N/cm2） 〔σ′α? 〕——焊缝受压时的许用应力（N/cm2） 计算例题? 两块板厚为5mm、宽为500mm的钢板对接焊在一起，两端受28400N的拉力，材料为Q235-A钢，试校核其焊缝强度。 解：查表得〔σ′t? 〕=14200 N/cm2。 ??? 根据已知条件，在上述公式中，F=28400N，L=500mm=50cm，δ1=5mm=0.5cm，代入计算为 ??????????????F?????????28400 σt＝ ─── ＝ ───── ＝ 1136N/cm2＜14200N/cm2 ??????????? ?Lδ1?????? ?50×0.5 ? ∴? 该对接接头焊缝强度满足要求，结构工作安全。 38? 举例说明对接接头受剪切时的静载强度计算。 受剪切时的强度计算公式为 ? ?????? ???????Q τ= ───? ≤〔τ′〕 ????????? ???Lδ1 ? 式中? Q——接头所受的切力（N）； ????? L——焊缝长度（cm）； ??? δ1——接头中较薄板的厚度（cm）； ???? τ——接头焊缝中所承受的切应力（N/cm2）； 〔τ′〕——焊缝许用切应力（N/cm2） 计算例题? 两块板厚为10mm的钢板对接焊，焊缝受29300N的拉力，材料为Q235-A钢，试设计焊缝的长度（钢板宽度）。 解：查表得〔τ′〕=9800 N/cm2。 根据已知条件，在上述公式中，Q=29300N，δ1=10mm=1cm，代入计算为 ? Q??????????? 28400 L≥ ────── ＝ ────── ＝ 2.99cm = 29.9mm ?δ1〔τ′〕?????? 1×9800 ? 取L = 30mm。即当焊缝长度（板宽）为30mm时，该对接接头焊缝强度能满足要求。 ? 39? 举例说明对接接头受弯矩时的静载强度计算。 受水平板面内弯矩的强度计算公式为 ? 6M1 σ=? ────? ≤〔σ′t? 〕 δ1 L2 ? 受垂直板面内弯矩的强度计算公式为 ? 6M2 σ=? ────? ≤〔σ′t 〕 δ12 L ? 式中??? M1——水平板面内弯矩（N/cm2）； ??????? M2——垂直板面弯矩（N/cm2）； ??????? L ——焊缝长度（cm）； ?????? δ1——接头中较薄板的厚度（cm）； σ——接头受弯矩作用时焊缝中所承受的应力（N/cm2）； 〔σ′t 〕——焊缝受弯时的许用应力（N/cm2）。 计算例题? 两块厚度相同钢板的对接接头，材料为16MnR钢，钢板宽度为30m