接合零件的平面中承受負載的填角熔接

1. 由軸向力 F x 產生的負載

合併剪切應力

其中:

 

F x

軸向力 [N, lb]。

 

A

熔接群組的喉深區域 [mm 2 、in 2 ]。

2. 由彎矩 M 產生的負載

熔接調查點中的剪切應力

其中:

 

u

常數

   

- 以公制單位計算時,u = 1000

   

- 以英制單位計算時,u = 12

 

M

彎矩 [Nm, lb ft]

 

r

與熔接群組重心相關的調查熔接點的半徑向量 [mm、in]

 

J

熔接群組的極性慣性力矩 [mm 4 、in 4 ]

3. 由彎曲力 F Y 產生的負載

在任何熔接點中,會產生由剪切力 F Y 和彎矩 M F 產生的應力。其大小決定了公式:

M F = F Y r F [Nmm、lb in]

其中:

 

F Y

折彎剪力 [N, lb]

 

r F

對熔接群組重心的折彎力力臂 [mm、in]。

由剪切力產生的剪切應力

其中:

 

F Y

折彎剪力 [N, lb]

 

A

熔接群組的喉深區域 [mm 2 、in 2 ]。

由彎矩產生的剪切應力

- 應力的 x 分量

- 應力的 y 分量

其中:

 

M F

彎矩 [Nmm、lb in]

 

r Y

調查熔接點與熔接群組重心之間沿 y 軸線方向的距離 [mm, in]

 

r X

調查熔接點與熔接群組重心之間沿 x 軸線方向的距離 [mm, in]

 

J

熔接群組的極性慣性力矩 [mm 4 、in 4 ]

熔接調查點中的合併剪切應力

其中:

 

τ XM

彎矩產生的剪應力的 x 分量 [MPa、psi]

 

τ Y

由剪切力 F Y ' 產生的剪切應力 [MPa、psi]

 

τ YM

彎矩產生的剪應力的 y 分量 [MPa、psi]

4. 由一般力 F 產生的負載

在任何熔接點中,一般力 F 會對可能由彎矩 M F 和在熔接群組重心內具有作用點的一對剪切應力 F X '、F Y ' 產生的混合負載產生足夠應力,同時套用:

M F = F r F [Nmm、lb in]

F X' = F cos ϕ [N、lb]

F Y' = F sin ϕ [N、lb]

其中:

 

F

作用力 [N, lb]

 

r F

對熔接群組重心的折彎力力臂 [mm、in]

  ϕ

作用力的方向角 [°]

由剪切力 F X' 產生的剪切應力

由剪切力 F Y' 產生的剪切應力

其中:

 

A

熔接的喉深區域 [mm 2 、in 2 ]

由彎矩產生的剪切應力

- 應力的 x 分量

- 應力的 y 分量

其中:

 

M F

彎矩 [Nmm、lb in]

 

r Y

調查熔接點與熔接群組重心之間沿 y 軸線方向的距離 [mm, in]

 

r X

調查熔接點與熔接群組重心之間沿 x 軸線方向的距離 [mm, in]

 

J

熔接群組的極性慣性力矩 [mm 4 、in 4 ]

熔接調查點中的合併剪切應力

其中:

 

τ X

由剪切力 F X' 產生的剪切應力 [MPa、psi]

 

τ XM

彎矩產生的剪應力的 x 分量 [MPa、psi]

 

τ Y

由剪切力 F Y ' 產生的剪切應力 [MPa、psi]

 

τ YM

彎矩產生的剪應力的 y 分量 [MPa、psi]

5. 計算相對應力 σ S

比較應力是從計算出的局部應力根據以下公式決定的:

而對於作用於熔接調查點上的應力的 x 分力 (與熔接方向互垂),則套用公式 α X = α 3 。反之套用 α X = α 4 。同樣,對於垂直作用於熔接方向的應力的 y 分力,則套用公式 α Y = α 3 α Y = α 4

其中:

 

τ X

由剪切力 F X' 產生的剪切應力 [MPa、psi]

 

τ XM

彎矩產生的剪應力的 x 分量 [MPa、psi]

 

τ Y

由剪切力 F Y ' 產生的剪切應力 [MPa、psi]

 

τ YM

彎矩產生的剪應力的 y 分量 [MPa、psi]

 

α 3

填角端熔接的熔接接合的換算係數 [-]

 

α 3

填角端熔接的熔接接合的換算係數 [-]