부품 접합 평면에 수직으로 하중을 받는 모깎기 용접

표준 계산 프로시저

1. 결합된 하중에 대한 일반적인 솔루션

용접 평면에 수직인 평면에 작용하는 하중은 용접에 인장 또는 압력 응력 σ를 발생시킵니다.

축 방향력 F _Z 로 인한 수직 응력

설명:

	F Z	축 방향력 [N, lb]
	A	용접 그룹의 목 면적 [mm 2 , in 2 ]

굽힘 모멘트 M으로 인한 수직 응력

설명:

	u	상수
		- 미터법 단위 계산인 경우 u = 1000
		- 영국식 단위 계산인 경우 u = 12
	M	굽힘 모멘트 [Nm, lb ft]
	r Y	Y축 방향으로 용접 그룹 무게 중심에서 용접 조사점까지의 거리 [mm, in]
	I	중립 X축에 대한 용접 그룹의 관성 모멘트 [mm 4 , in 4 ]

총 수직 응력

σ = σ _F ± σ _M [MPa, psi]

설명:

	σ F	축 방향력 F Z 에 의해 발생하는 수직 응력 [N, lb]
	σ M	굽힘 모멘트로 인한 수직 응력 M [mm, in]

용접 평면에 작용하는 하중은 용접에서 전단 응력 τ를 발생시킵니다.

전단력 F _Y 로 인한 전단 응력

설명:

	F Y	전단력 [N, lb]
	A	용접 그룹의 목 면적 [mm 2 , in 2 ]

비틀림 모멘트 T로 인한 전단 응력

- 응력의 x-구성요소

- 응력의 y-구성요소

설명:

	u	상수
		- 미터법 단위 계산인 경우 u = 1000
		- 영국식 단위 계산인 경우 u = 12
	T	토크 [Nm, lb ft]
	r X	Y축 방향으로 용접 그룹 무게 중심에서 용접 조사점까지의 거리 [mm, in]
	r Y	Y축 방향으로 용접 그룹 무게 중심에서 용접 조사점까지의 거리 [mm, in]
	J	용접 그룹의 극 관성 모멘트 [mm 4 , in 4 ]

총 전단 응력

원형 용접의 경우:

다른 용접의 경우:

설명:

	τ XT	토크 T로 인한 전단 응력의 x-구성요소 [MPa, psi]
	τ Y	전단력 F Y '에 의해 발생하는 전단 응력 [MPa, psi]
	τ YT	토크 T로 인한 전단 응력의 y-구성요소 [MPa, psi]

용접의 조사점에서의 결과 전단 응력

설명:

	σ	총 수직 응력 [MPa, psi]
	τ	총 전단 응력 [MPa, psi]

2. 굽힘력 F _Y 로 인한 하중

계산을 위해 굽힘력을 용접 평면에 작용하는 전단력 F _Y 와 용접 평면에 수직인 평면에 작용하는 굽힘 모멘트 M의 조합으로 대체할 수 있습니다. 그런 다음 앞에서 설명한 프로시저를 사용하여 용접의 응력을 계산할 수 있습니다.

굽힘 모멘트는 다음과 같은 공식으로 정의됩니다.

설명:

	F Y	전단력 [N, lb]
	e	굽힘력의 암 [mm, in]
	u	상수
		- 미터법 단위 계산인 경우 u = 1000
		- 영국식 단위 계산인 경우 u = 12

3. 공통 힘 F _Y 로 인한 하중

계산을 위해 공통 힘 F를 축 방향력 F _Z 가 있는 용접 평면에 작용하는 전단력 F _Y 와 용접 평면에 수직인 평면에 작용하는 굽힘 모멘트 M의 조합으로 대체할 수 있습니다. 그런 다음 위에서 설명한 절차를 사용하여 이와 같이 정의된 하중에 대한 용접의 응력을 계산할 수 있습니다.

하중의 특정 구성요소는 다음과 같은 공식으로 정의됩니다.

- 굽힘 모멘트

- 축 방향력

F _Z = F cos ϕ [N, lb]

- 전단력

F _Y = F cos ϕ [N, lb]

설명:

	F	작용력 [N, lb]
	r F	용접 그룹 무게 중심과 관련된 힘 암 [mm, in]
	u	상수
		- 미터법 단위 계산인 경우 u = 1000
		- 영국식 단위 계산인 경우 u = 12
	ϕ	작용력의 방향 각도 [°]

비교 응력 방법

1. 결합된 하중에 대한 일반적인 솔루션

표준 계산 방법과 비교해 볼 때 비교 응력 방법은 다른 접근 방법을 사용하여 용접 평면에 수직인 평면에서 작용하는 축 하중력 또는 굽힘 모멘트로 인한 응력을 계산합니다. 일반적으로 모깎기 용접의 응력은 법선력 및 접선력으로 이루어집니다. 비교 응력 방법은 용접 금속의 전단 강도가 인장 강도보다 낮다는 사실에 기반하고 있습니다. 계산을 단순화하기 위해 용접 접합은 전단 응력만을 검사합니다. 그러나 계산 방법은 표준 계산 방법과 동일합니다. 사용되는 계산 공식도 비슷합니다.

용접 평면에 직각인 평면에 하중 작용:

축 방향력 F _Z 로 인한 전단 응력

설명:

	F Z	축 방향력 [N, lb]
	A	용접 그룹의 목 면적 [mm 2 , in 2 ]

굽힘 모멘트 M으로 인해 발생하는 전단 응력

설명:

	M	굽힘 모멘트 [Nm, lb ft]
	r Y	Y축 방향으로 용접 그룹 무게 중심에서 용접 조사점까지의 거리 [mm, in]
	u	상수
		- 미터법 단위 계산인 경우 u = 1000
		- 영국식 단위 계산인 경우 u = 12
	I	중립 X축에 대한 용접 그룹의 관성 모멘트 [mm 4 , in 4 ]

용접 평면에 하중 작용:

전단력 F _Y 로 인한 전단 응력

설명:

	F Y	전단력 [N, lb]
	A	용접 그룹의 목 면적 [mm 2 , in 2 ]

토크 T로 인한 전단 응력

- 응력 x-구성요소

- 응력 y-구성요소

설명:

	T	토크 [Nm, lb ft]
	u	상수
		- 미터법 단위 계산인 경우 u = 1000
		- 영국식 단위 계산인 경우 u = 12
	r Y	Y축 방향으로 용접 그룹 무게 중심에서 용접 조사점까지의 거리 [mm, in]
	r X	X축 방향으로 용접 그룹 무게 중심에서 용접 조사점까지의 거리 [mm, in]
	J	용접 그룹의 극 관성 모멘트 [mm 4 , in 4 ]

용접의 조사점에서 총 전단 응력

설명:

	τ XT	토크 T로 인한 전단 응력의 x-구성요소 [MPa, psi]
	τ Y	전단력 F Y '에 의해 발생하는 전단 응력 [MPa, psi]
	τ YT	토크 T로 인한 전단 응력의 y-구성요소 [MPa, psi]
	τ Z	전단력 F Z 에 의해 발생하는 전단 응력 [MPa, psi]
	τ ZM	굽힘 모멘트 M으로 인한 전단 응력 [MPa, psi]

2. 비교 응력 σ _s 계산

비교 응력은 공식에 따라 계산된 부분 응력으로 결정됩니다.

용접 조사점에서 용접 방향에 수직으로 발생하는 응력의 x-구성요소에 대해서는 α _X = α ₃ 공식이 적용됩니다. 반대의 경우 α _X = α ₄ 입니다. 용접 방향에 수직으로 발생하는 응력의 y-구성요소에도 마찬가지로 적용됩니다. 즉, α _Y = α ₃ 또는 α _Y = α ₄ 입니다.

	τ XT	토크 T로 인한 전단 응력 x-구성요소 [MPa, psi]
	τ Y	전단력 F Y 에 의해 발생하는 전단 응력 [MPa, psi]
	τ YT	토크 T로 인한 전단 응력 y-구성요소 [MPa, psi]
	τ Z	전단력 F Z 에 의해 발생하는 전단 응력 [MPa, psi]
	τ ZM	굽힘 모멘트 M으로 인한 전단 응력 [MPa, psi]
	α 3	모깎기 끝 용접의 용접 접합 변환 계수 [-]
	α 4	모깎기 끝 용접의 용접 접합 변환 계수 [-]