靜態負載熔接接合的計算器

1. 標準計算程序

將計算出的法向應力、剪應力或合成等效應力直接與允許的應力進行比較,使用標準計算程序來檢查接頭強度。考量到熔接接合類型、設計和負載 (即考量到作用應力),可使用以下公式定義強度檢查。

σ σ Al ττ Al σ R σ Al

其中,容許的熔接接合負載的公式為 (考量到所需的安全性):

s Al = S Y / n s or t Al = S Y / n s

容許的應力大小以及之後所需的最小接合安全取決於作用應力的類型。例如,熔接接合的類型、設計和負載。

此方法適用於能夠正確估算 (根據類型、設計和熔接負載) 所需最小熔接接合安全係數大小的有經驗使用者。

2. 比較應力法

將容許的應力與輔助比較應力進行比較,後者是在使用此方法執行強度檢查時,使用熔接接合的轉換係數並根據計算出的局部應力決定的。強度檢查可以用 s S s Al 公式表達,其中熔接接合允許的負載為 s Al = S Y / n s

使用經驗轉換係數時,不同應力類型對熔接接合安全性的影響包括在計算出的比較應力中。您可以僅使用一個安全係數值,而不考量所選熔接接合的類型、設計和負載。比較應力法建議使用的最小安全係數值介於 n S =< 1.25...2> 間隔之間。

此方法適用於經驗不太豐富的使用者。

熔接接合計算參數

1. 總熔接長度和喉深 (作用中) 熔接長度

熔接喉深區域大小對熔接接合強度有很大影響。一般情況下,此值是熔接長度和高度 (厚度) 的乘積。為了最終減小熔接開始和結尾處的區域,在進行更精確的計算時,對於給定區域的喉深長度,最好僅使用熔接零件。

熔接喉深長度是使用公式 (對接熔接採用公式 L' = L - 2s,填角熔接採用公式 L' = L - 2a) 決定的,

其中:

 

s

熔接零件的較小厚度。

 

a

填角熔接高度。

建議使用的填角熔接喉深 (有效) 長度大小在 L' = < 3a...35a > 範圍之內。

此切換對全周熔接 (其中喉深熔接長度始終為熔接全長) 沒有任何影響。

2. 忽略凸緣和腹板厚度

計算以填角熔接連接的 T 型或 I 型剖面樑時,可以忽略凸緣和 web 的厚度。對於標準剖面,凸緣或腹板厚度與樑寬度之比比較小,因此,如果厚度忽略不計,計算也足夠精確。

對於精確計算或特殊剖面 (具有較大的凸緣或腹板厚度),建議關閉此計算選項。

3. 考量剪切應力的分佈

對於透過填角熔接接合且隨剪切力負載的樑,以及對於更精確的計算,建議使用負載剖面中的剪切應力分佈理論,並在計算中僅考量負載剪切力的熔接。根據此理論,僅與應力方向平行的熔接才承受剪力。那麼,可以使用公式 t = F Y / A s 來計算剪切應力,其中:

 

F y

剪力。

 

A s

減少熔接群組喉深。

4. 僅考量彎矩產生的正應力值

對於透過填角熔接接合且承載彎矩的樑而言,熔接中將產生法向應力。以下是應力圖。

最大應力源自熔接群組的外部點,即距離中性軸最遠的位置。對於沿中間軸線對稱的熔接,這些應力的大小是相等的。對於非對稱熔接,壓應力可能較大。通常,該程式會在強度檢查期間測試這些峰值中較大的值 (在此情況下為壓應力),而不考量應力方向。

當考量熔接接合的負載能力時,抗拉應力對此類熔接樑具有更大的影響。此切換可抑制壓應力檢查,並容許僅檢查最大抗拉應力值 (即使熔接中的壓應力較大)。

此切換僅適用於靜態計算,因為對於疲勞計算,正值或負值沒有區別,並且計算永遠由熔接中的最大應力控制。