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《過程裝備制造焊接接頭的強度計算》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、Chapter3焊接接頭的強度計算Intensitycalculationofweldingjoint本章重點：1.焊接接頭的應力集中2.焊接接頭的應力分布3.焊縫靜載強度計算本章難點：1.焊接接頭的應力分布2.焊縫靜載強度計算1.焊接接頭的應力集中1應力集中的概念1.1定義由于焊接的形狀和焊縫布置的特點，焊接接頭工作應力的分布是不均勻的，其最大應力比平均應力值高，這種情況稱應力集中。1.2表達式：焊接接頭中存在應力集中的影響因素①焊接工藝缺陷、冶金缺陷、夾渣、氣孔、咬邊、未焊透均會引起應力集中、
2、其中咬邊、未焊透較為嚴重。②不合理的焊縫外形。不同焊縫形狀會引起不同程度的應力集中。③接頭型式：不同接頭型式引起應力集中不同。④制造過程中的缺陷。⑤焊接殘余應力。2.電弧焊焊接接頭的應力分布1對接接頭的應力分布①對接接頭的焊縫形狀產(chǎn)生了結構不連續(xù)性，因而引起不同的應力分布，在焊縫與母材的過渡處引起應力集中，最大應力集中部位在焊趾。②應力集中系數(shù)：對接接頭的應力分布2①對接接頭的焊縫形狀產(chǎn)生了結構不連續(xù)性，因而引起不同的應力分布，在焊縫與母材的過渡處引起應力集中，最大應力集中部位在焊趾。②應力集中系
3、數(shù)：丁字接頭（十字接頭）的應力分布十字接頭有熔透和未熔透兩種①未熔透的十字接頭，在焊趾和焊根處有較大的應力集中系數(shù)，其中以焊根處為最大。②熔透的十字接頭有較小的應力集中系數(shù)。搭接接頭的應力分布正面角焊縫:把與力作用方向垂直的焊縫①焊縫根部A點、焊趾B點應力集中嚴重②焊趾B點的應力集中系數(shù)隨角焊縫的斜邊的夾角而變③減小、增大熔深焊透根部和增大底邊焊腳長度，可使減小側面搭接角焊縫斜向搭接角焊縫點焊接頭的應力分布單排點焊接頭的應力分布（如圖）多排點焊以兩端焊點受力最大（如圖）3焊縫的靜載強度計算焊縫接頭
4、強度計算的假設①殘余應力對接頭強度無影響②應力集中對接頭強度無影響③接頭的工作應力是均布的，以平均應力計④不計正面與側面焊縫、焊縫的加強與減弱和不同焊接規(guī)范引起的焊縫性能差異，而用統(tǒng)一的計算截面和許用應力焊縫接頭強度計算的假設⑤角焊縫都是在切應力作用下破壞的。角焊縫的計算斷面在角焊縫截面的最小高度上，取內接三角形高度為計算高度，（如圖）。直角等要角焊縫的計算高度：⑥盡管加強和小量的熔深對于接頭強度沒有影響，但埋弧自動焊和保護焊的熔深較大應予以考慮，其角焊縫計算斷面厚度（如圖）電弧焊接接頭的靜載強度
5、計算1.對接焊縫強度計算公式如下：受拉時：受壓時：受剪時：電弧焊接接頭的靜載強度計算而內彎：垂直彎：∴綜合作用：[注]：對于未焊透的對接接頭，上述各式中應將中減去未焊透深度，l取實際焊縫長度，、、分別是焊縫許用拉、壓、切應力。搭接接頭的靜載強度計算1.受拉、壓的塔接接頭①單面焊、正面或側面塔接焊縫的強度公式：②單面焊的正面、側面聯(lián)合塔接焊縫的強度公式：受彎矩的搭接接頭計算2.受彎矩的搭接接頭計算方法有三種：①分段計算法：②軸慣性矩計算法最大切應力：受彎矩的搭接接頭計算③極慣性計算法最大切應力：-極
6、慣性矩，（又等于相互垂直的兩個軸的計算慣性矩之和）受偏心載荷的搭接接頭計算①采用分段法或軸慣性矩法計算，則按下式求合成應力：②若采用極慣性矩法計算，將分解成水平的（，）和垂直的（，）兩個力，再合成：[注]：的計算是按全部焊縫計算，還是只考慮水平焊縫或只考慮垂直焊縫，要按具體情況而定。（如圖）可按全部焊縫承受的剪力，均勻分布于全部焊縫中，其方向同P一致載荷平行于焊縫丁字接頭強度計算①由于產(chǎn)生最大應力的危險點在焊縫的最上端，同時受有兩個切應力的作用，一個是由引起的，另一個由Q=P引起的，和相互垂直，所
7、以該點的合成應力為：②若開坡口并焊透，其強度按對接接頭計算，焊縫金屬截面等于母材截面（F=·h）,若不開坡口時，按下式計算：彎矩垂直于板面的丁字頭計算①如開坡口并焊接，其強度按對接接頭計算，強度計算公式為：②當接頭不開坡口，用角焊縫連接，強度計算公式為：（其中W=）復雜截面構件接頭的計算◆計算復雜截面構件接頭還要考慮以下幾個問題：①計算時要先分析受載情況：各載荷引起的應力，確定各應力的方向、性質和位置。確定危險點，最高合成應力，（若危險點難以確定時，應選幾個高應力點計算合成應力，其中合成應力最高處
8、為危險點）②計算合成應力時，最大正應力和最大切應力雖不在同一點上，但常以最大正應力和平均切應力計算其合成應力，偏于安全。③粗略計算時，有時把正應力作為切應力考慮，也是偏于安全的簡化計算方法。受彎矩聯(lián)接接頭的強度計算①若構件同時承受彎矩M和軸向力N時，焊縫中應力分別求出和，由于兩者方向相同，所以合成應力：②若構件同時承受橫向力P和軸力N時，則要同時考慮彎矩M=P·L和軸向力N及剪切力Q=P的作用。由于構件承受切力Q時，只是腹板承受的，故切力只由聯(lián)接腹板的焊縫承受，并設切應力沿焊縫均勻
