Распределение напряжений в комбинированных соединениях с лобовыми и фланговыми швами

Распределение напряжений в соединениях с накладками неравномерно. В тех соединениях, где стыковые швы перекрыты односторонними накладками, образуется эксцентриситет и появляется из­гибающий Момент. В таких соединениях напряжения не только не уменьшаются по сравнению со стыковым швом без накладки, но даже заметно возрастают. В соединениях, не имеющих стыковых

швов, накладки также вызывают значительную концентрацию на­пряжений.

На рис. 2.58, а показаны результаты экспериментального изу­чения распределения напряжений в различных поперечных сече­ниях (Л — Л, Б — Б, В — В) соединений с односторонними на­кладками, когда накладки приварены к соединяемым полосам только фланговыми швами. В точках, близко расположенных к фланговым

Рис. 2.58. Распределение напряжений в соединени ях с накладками без стыковых швов:

а —- распределение о между фланговыми швами; б -

выравнивание распределения а в соединениях с лобовым

и фланговыми швами

швам, образуется концентрация напряжений; точки, удаленные от швов и лежащие возле оси элемента, напряжены весьма слабо. Вдали от накладок эпюра напряжений в поперечном сечении вырав­нивается и элемент работает более равномерно.

Неравномерность распределения напряжений по поперечному сечению накладок значительно уменьшается при добавлении к флан­говым швам лобовых. Это можно видеть на рис. 2.58, б, где показано распределение напряжений в таком соединении в сечениях Г — Г, Д-Д,Е-Е. § 17. Распределение усилий в нахлееточных соединениях, выполненных шовной сваркой

В соединениях, выполненных шовной контактной сваркой, не­равномерность распределения напряжений вызвана рядом причин.

1. Распределение напряжений а в зоне шва по толщине детали при растяжении происходит неравномерно. Коэффициент концентра­ции напряжений ασпри растяжении деталей приближенно выра­жается формулой

Зпшра б

ασ= 2,3scth(2,3s/b)/b,

(2.99)

где s—толщина детали; b — ширина шва.

Рис. 2.59. Появление концентрации напря­жений в соединениях с шовными швами: а — неравномерное распределение о по толщине; б — изгиб соединения

Как правило, a_a неве­лик и лишь незначительно превышает единицу. Рас­пределение σ при растя­жении показано на эпюре рис. 2.59, а.

2. При растяжении соединения происходит изгиб детали (рис. 2.59, б). Напряжение от изгиба

(2.100)

где σ ₀ — номинальное напряжение в соединении от растягивающей силы.

Как видно из формулы (2.100), напряжение от изгиба σ _тг не является линей­ной функцией от номинального напряжения σ₀. Это объясняется тем обстоятельст­вом, что с увеличением о₀ уменьшается плечо силы. Например, при b/s — 3 и а_о= 800 МПа по формуле (2.100) а„_зг = 1350 МПа. Отношение σ _аэт/ σ₀= 1,69.

При σ₀ — 200 МПа и а_изг = 510 МПа отношение σ_изг/σ₀ = 2,52,

При уменьшении напряжения σ₀σ _mt/ σ₀ - 3.

Следует помнить, что вывод верен лишь при работе соединений в пределах упругих деформаций. За пределом текучести происхо­дит некоторое выравнивание напряжений и коэффициент концент­рации при этом снижается.

Дата добавления: 2015-07-08