部分的な結合平面に垂直に荷重がかかるすみ肉溶接

標準計算手順

1. 組み合わさった荷重に対する共通の解決策

溶接に直角の平面への荷重によって、溶接の引張応力または圧縮力 σ が誘発されます。

スラスト荷重 F _Z によって発生した垂直応力

ここで

	F Z	スラスト荷重[N, lb]
	A	溶接グループのど部[mm 2 、in 2 ]

曲げモーメント M によって発生した垂直応力

ここで

	u	定数
		- メートル単位での計算 u = 1000
		- 英国単位での計算 u = 12
	M	曲げモーメント [Nm, lb ft]
	r Y	Y 軸方向にある溶接グループの重心から溶接調査点までの距離 [mm, in]
	I	ニュートラルな X 軸までの溶接グループの慣性モーメント[mm 4 、in 4 ]

合計垂直応力

σ = σ _F ± σ _M [MPa、psi]

ここで

	σ F	スラスト荷重 F Z によって発生した垂直応力[N、lb]
	σ M	曲げモーメントによって発生した垂直応力 [mm, in]

溶接面の荷重によって、溶接にせん断応力 τ が誘発されます。

せん断力 F _Y によって発生したせん断応力

ここで

	F Y	せん断力 [N, lb]
	A	溶接グループのど部[mm 2 、in 2 ]

ねじりモーメント T によって発生したせん断応力

- 応力の X コンポーネント

- 応力の Y コンポーネント

ここで

	u	定数
		- メートル単位での計算 u = 1000
		- 英国単位での計算 u = 12
	T	トルク [Nm, lb ft]
	r X	Y 軸方向にある溶接グループの重心から溶接調査点までの距離 [mm, in]
	r Y	Y 軸方向にある溶接グループの重心から溶接調査点までの距離 [mm, in]
	J	溶接グループの極慣性モーメント[mm 4 、in 4 ]

合計せん断応力

円形溶接の場合:

その他の溶接の場合:

ここで

	τ XT	トルク T によって発生したせん断応力の X コンポーネント [MPa, psi]
	τ Y	せん断力 F Y ' によって発生したせん断応力[MPa、psi]
	τ YT	トルク T によって発生したせん断応力の Y コンポーネント [MPa, psi]

溶接調査点の結果のせん断応力

ここで

	σ	合計垂直応力 [MPa, psi]
	τ	合計せん断応力 [MPa, psi]

2. 曲げ力 F _Y による荷重

計算する目的で、曲げ力は溶接平面に動作しているするせん断力 F _Y と溶接平面に直角の平面に動作している曲げモーメント M との組み合わせによって置き換えることができます。次に、溶接の応力は、上記の手順を使用して計算できます。

曲げモーメントは数式で定義されます。

ここで

	F Y	せん断力 [N, lb]
	e	曲げ力アーム [mm, in]
	u	定数
		- メートル単位での計算 u = 1000
		- 英国単位での計算 u = 12

3. 共通力 F _Y による荷重

計算する目的で、共通力 F は、スラスト荷重 F _Y とともに溶接平面で動作しているせん断力 F _Z と溶接平面に直角の平面に動作している曲げモーメント M との組み合わせによって置き換えることができます。次に、そのように定義された荷重に対する溶接の応力は、上記の手順を使用して計算できます。

荷重の個々のコンポーネントは、次の数式で定義されます。

- 曲げモーメント

- スラスト荷重

F _Z = F cos ϕ [N、lb]

- せん断応力

F _Y = F cos ϕ [N、lb]

ここで

	F	作用力 [N, lb]
	r F	溶接グループの重心に関連した力アーム [mm, in]
	u	定数
		- メートル単位での計算 u = 1000
		- 英国単位での計算 u = 12
	ϕ	作用力の方向角[°]

比較応力の方法

1. 組み合わさった荷重に対する共通の解決策

標準的な計算方法と比較した場合、比較応力の方法は、溶接平面に直角の平面で動作するスラスト荷重や曲げモーメントによって発生する応力を計算する別の方法です。一般的に、すみ肉溶接の応力には、標準および接線コンポーネントがあります。比較応力の方法は、溶接金属のせん断強度が引張強さよりも小さいということに基づいています。計算を簡単にするために、溶接ジョイントはせん断応力に対してのみチェックされます。しかしこの計算方法は、標準的な計算方法と同じです。使用される計算式も似ています。

溶接平面に直角の平面の荷重

スラスト荷重 F _Z によって発生した垂直応力

ここで

	F Z	スラスト荷重[N, lb]
	A	溶接グループのど部[mm 2 、in 2 ]

曲げモーメント M によって発生したせん断応力

ここで

	M	曲げモーメント [Nm, lb ft]
	r Y	Y 軸方向にある溶接グループの重心から溶接調査点までの距離 [mm, in]
	u	定数
		- メートル単位での計算 u = 1000
		- 英国単位での計算 u = 12
	I	ニュートラルな X 軸までの溶接グループの慣性モーメント[mm 4 、in 4 ]

溶接平面の荷重:

せん断力 F _Y によって発生したせん断応力

ここで

	F Y	せん断力 [N, lb]
	A	溶接グループのど部[mm 2 、in 2 ]

トルク T によってせん断応力

- 応力の X コンポーネント

- 応力の Y コンポーネント

ここで

	T	トルク [Nm, lb ft]
	u	定数
		- メートル単位での計算 u = 1000
		- 英国単位での計算 u = 12
	r Y	Y 軸方向にある溶接グループの重心から溶接調査点までの距離 [mm, in]
	r X	X 軸方向にある溶接グループの重心から溶接調査点までの距離 [mm, in]
	J	溶接グループの極慣性モーメント[mm 4 、in 4 ]

溶接調査点の合計せん断応力

ここで

	τ XT	トルク T によって発生したせん断応力の X コンポーネント [MPa, psi]
	τ Y	せん断力 F Y ' によって発生したせん断応力[MPa、psi]
	τ YT	トルク T によって発生したせん断応力の Y コンポーネント [MPa, psi]
	τ Z	せん断力 F Z によって発生したせん断応力[MPa、psi]
	τ ZM	曲げモーメント M によって発生したせん断応力 [MPa, psi]

2. 比較応力 σ _s の計算

比較応力は、数式に従って計算された部分的な応力から決定されます。

溶接方向に直角の、溶接調査点で動作している X コンポーネントの応力に対して、α _X = α ₃ の数式が適用されます。逆の場合は、α _X = α ₄ です。溶接方向に直角の、溶接調査点で動作している Y コンポーネントの応力についても同じように適用され、つまり α _Y = α ₃ または α _Y = α ₄ です。

	τ XT	トルク T によって発生したせん断応力の X コンポーネント [MPa, psi]
	τ Y	せん断力 F Y によって発生したせん断応力[MPa、psi]
	τ YT	トルク T によって発生したせん断応力の Y コンポーネント [MPa, psi]
	τ Z	せん断力 F Z によって発生したせん断応力[MPa、psi]
	τ ZM	曲げモーメント M によって発生したせん断応力 [MPa, psi]
	α 3	すみ肉溶接に対する溶接ジョイントの変換係数 [-]
	α 4	すみ肉溶接に対する溶接ジョイントの変換係数 [-]