焊接殘余變形和殘余應(yīng)力

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1、3.5焊接殘余變形和殘余應(yīng)力一、現(xiàn)象和及其產(chǎn)生的原因1、現(xiàn)象焊件局部彎曲或翹曲。a)b)c)d)e)2、應(yīng)力分布焊接殘余應(yīng)力是一組自平衡應(yīng)力。3、產(chǎn)生原因不均勻降溫。二、對結(jié)構(gòu)的影響1、降低結(jié)構(gòu)剛度壓應(yīng)力存在降低結(jié)構(gòu)剛度、降低屈曲應(yīng)力。2、導(dǎo)致脆性破壞發(fā)生三向應(yīng)力。3、發(fā)生焊接殘余變形引起附加內(nèi)力，降低屈曲強度。4、不影響靜力強度自平衡應(yīng)力。三、減少焊接殘余變形和應(yīng)力的方法（一）設(shè)計方面焊縫尺寸應(yīng)適當、不要隨意加大焊腳尺寸：焊縫應(yīng)盡可能對稱布置．且不宜過分集中(圖a)和三向相交。遇到以上情況時應(yīng)采取措施加以改善(圖b、c)1、合理焊接順序；(二)制造加工方面2、對稱焊縫、對稱施焊；3、采用預(yù)

2、先反變形；3.6普通螺栓連接一、普通螺栓連接的構(gòu)造1、螺栓的規(guī)格(1)普通螺栓的形式為六角頭型。其代號用M和公稱直徑數(shù)表示。如M16、M20等。(3)分為A級、B級和C級三種(2)常用螺栓直徑為d=16，20，24mm(4)C級為粗制螺栓，螺桿表面粗糙，螺孔直徑比螺桿大1.5~2mm，制作安裝方便。C級螺栓變形大，多用于圍護結(jié)構(gòu)或次要結(jié)構(gòu)連接。(3)A級和B級為精制螺栓，螺桿、螺孔加工精度高，制作安裝復(fù)雜，螺栓等級為8.8級。很少用，已被高強度螺栓代替。2、螺栓的排列(簡單、統(tǒng)一、整齊、緊湊）(1)基本形式：并列和錯列(2)排布參數(shù)：端距，邊距，中距為什么要限制中心距？(3d0)太?。哼B接中

3、易沿螺孔間折線或直線破壞；不便施工太大：不緊密易銹蝕，受壓時局部失穩(wěn)。+++++++++++++e1e2e3e4最大、最小距離限值見P54表3.5。為什么限制邊距、端距？(2d0、1.5d0、1.2d0)太小：栓釘至邊（端）鋼板易被子剪斷。太大：不緊密，易銹蝕和變形。(3)排布尺寸要求BACKNNb)NNa)螺栓受剪c)N上兩排螺栓受拉2、受拉螺栓連接——外力于栓干平行通過螺栓抗拉保持連接。1、受剪螺栓連接——外力與栓桿垂直以螺栓抗剪形式使連接件緊密連接。二、普通螺栓連接的受力性能和計算3、同時受拉剪螺栓連接a、螺桿被剪斷b、連接件半孔壁擠壓破壞c、鋼板拉（壓）斷d、鋼板剪壞e、螺桿彎曲破壞

4、e)Aa)ABb)BAc)Ad)35o35oa1A一、受剪螺栓連接1、五種破壞形式螺栓剪斷2、單個螺栓受剪時的工作性能高強度螺栓N/mm2ab123412s粗制螺栓δ(mm)0③彈塑性工作階段(2后)螺桿與孔壁接觸、擠壓。②相對滑移階段(1-2)傳遞的剪力大于摩擦力，連接板間相對滑移。①彈性工作階段(0-1)傳遞的剪力小于板間的摩擦阻力，連接板間相對位置保持不變。螺栓工作分以下三階段3、單個螺栓的承載力計算分螺栓抗剪和螺栓承壓兩種情況：圖受軸力作用螺栓群剪力分布圖3-54螺栓的承壓面N/5V=Nl1實際承壓面計算承壓面實際的假定的l1l2∑t——連接件最小承壓總厚度fcb——螺栓承壓設(shè)計強度

5、（3-37）（3-38）①螺桿抗剪NVb——一個螺栓的抗剪設(shè)計承載力nv——受剪面數(shù)目。單剪nv=1，雙剪nv=2d——螺桿直徑（公稱直徑，附錄三表3-5。常用16、20、22、24等，最常用16、20）fvb——螺栓抗剪設(shè)計強度，由附表1.3給出。②螺桿承壓N/2N/2N/3N/3N/3acbde③式（3-37）、（3-38）說明d)上述承載力未計入摩擦。c)Nvb和Ncb計算式中的受剪面數(shù)nv，上圖中nv=4。a)螺栓承載力是Nvb和Ncb中之最小值，Nbmin。b)∑t取a+b+c和d+e之間的最小值。（3-37）（3-38）（1）受剪螺栓連接受軸心力作用的計算NN++++++++++

6、++++++NNL1目標：確定螺栓數(shù)目n和排列。4、受剪螺栓連接的計算a、連接所需螺栓數(shù)目（假設(shè)每個螺栓的受力相同）此時，螺栓剪力分布明顯不均，距外力N最近的一排螺栓受力最大，會首先破壞并依次逐排朝內(nèi)破壞。為保證其安全，將承載力乘降低系數(shù)?。②l1＞15d0情況n——所需螺栓數(shù)N——軸心力Nbmin——Nvb和Ncb中之較小值①l1≤15d0情況②l1＞15d0情況此時，螺栓剪力分布明顯不均，距外力N最近的一排螺栓受力最大，會首先破壞并依次逐排朝內(nèi)破壞。為保證其安全，將承載力乘降低系數(shù)?。b、構(gòu)件凈截面強度驗算——排列設(shè)計①驗算公式N——連接件或構(gòu)件驗算截面上的軸心力設(shè)計值A(chǔ)n——連接件或構(gòu)

7、件在驗算截面上的凈截面面積f——鋼材的抗拉（或抗壓）強度設(shè)計值螺栓并列排列NN/2連接件受力變化圖NN++++++++++++++++NNl1N/2N蓋板受力變化圖IIIIII連接構(gòu)件的不利截面為I-I蓋板的不利截面為II-IIAn=(b-n1d0)tAn=2(b-n2d0)t1NN++++++++++++++++++++++e4e46e1e21122螺栓錯列排列除對1-1截面（綠線）驗算外，還應(yīng)對2-2截面