1. Znormalizowany proces obliczenia
Korzystając ze znormalizowanej procedury obliczeń, sprawdza wytrzymałość połączenia, przez bezpośrednie porównanie obliczonego naprężenia normalnego na ścinanie lub otrzymanego naprężenia zredukowanego z dopuszczalnym naprężeniem. Za pomocą widoku typu spawanego połączenia, projektu i obciążenia (które uwzględnia działające naprężenia), kontrola wytrzymałości może być zdefiniowana za pomocą następujących wzorów.
σ ≤ σ Al , τ≤τ Al , σ R ≤σ Al
gdzie wzory dopuszczalnego obciążenia połączenia spawanego są następujące (z uwzględnieniem wymaganego bezpieczeństwa):
s Al = S Y / n s lub t Al = S Y / n s .
Wielkość dopuszczalnego naprężenia, a w następstwie minimalne bezpieczeństwo połączenia, zależy od rodzaju działającego naprężenia. Na przykład typ, projekt i obciążenie połączenia spawanego.
Metoda ta jest odpowiednia dla zaawansowanych użytkowników, którzy potrafią poprawnie oszacować (uwzględniając typ, projekt i obciążenie połączenia) wymaganą minimalną wielkość współczynnika bezpieczeństwa połączenia spawanego.
2. Metoda naprężeń porównawczych
Gdy kontrola wytrzymałości jest wykonywana tą metodą, dopuszczalne naprężenie jest porównywane z pomocniczym naprężeniem porównawczym, które jest określane z obliczonych częściowo naprężeń, w wyniku konwersji współczynników połączenia spawanego. Kontrola wytrzymałości może być opisana za pomocą wzoru s S ≤ s Al , gdzie dopuszczalne obciążenie połączenia spawanego to s Al = S Y / n s .
Stosując empirycznie przekształcone współczynniki, wpływy różnych typów naprężenia na bezpieczeństwo połączenia spawanego są uwzględniane w obliczonym naprężeniu porównawczym. Możesz pracować tylko z jedną wartością współczynnika bezpieczeństwa, zależną od typu, projektu i obciążenia wybranego połączenia spawanego. Zalecana minimalna wartość współczynnika bezpieczeństwa dla metody naprężeń porównawczych mieści się w przedziale n S =< 1.25...2>.
Metoda ta jest odpowiednia dla mniej zaawansowanych użytkowników.
Parametry obliczeń połączenia spawanego
1. Całkowita czynna długość spoiny w funkcji przekroju nośnego spawu
Przekrój nośny spawu spoiny ma znaczący wpływ na wytrzymałość połączenia spawanego. Zasadniczo, wartość ta jest wielokrotnością długości i wysokości (grubości) spoiny. Gdy występuje zmniejszenie tego przekroju na początku i na końcu spoiny, w bardziej precyzyjnych obliczeniach lepiej jest uwzględnić dla długości przekroju nośnego tylko tę część spoiny, która posiada dany przekrój.
Nośna długość spoiny jest określana przez wzór L' = L - 2s dla spoin stykowych, lub L' = L - 2a dla spoin kątowych,
gdzie:
|
s |
mniejsza grubość spawanych części |
|
|
a |
wysokość spoiny kątowej |
Zalecana wielkość długości (czynnej) przekroju nośnego spoiny kątowej mieści się w przedziale L' = < 3a...35a <.
Ten przełącznik nie wpływa na spoiny obwodowe, gdzie długość przekroju nośnego spoiny odpowiada całej długości spoiny.
2. Pominięto grubość kołnierza i środnika
W obliczeniach można pominąć grubość kołnierza i środnika w belach o przekroju T lub I, łączonych spoinami kątowymi. Dla znormalizowanych przekrojów współczynnik grubości kołnierza lub środnika do szerokości belki jest bardzo mały i w takim przypadku wystarczające są obliczenia wykonywane z pominięciem tych grubości.
Zaleca się wyłączyć tę opcję obliczeń dla obliczeń precyzyjnych lub specjalnych przekrojów (z większą grubością kołnierza lub środnika).
3. Rozmieszczenie naprężenia ścinającego jest rozważane
Dla belek łączonych za pomocą spoiny pachwinowej i obciążonych siłą ścinającą oraz dla bardziej dokładnych obliczeń zaleca się skorzystać z teoretycznego rozkładu naprężeń ścinających w obciążonej sekcji i uwzględnić w obliczeniach tylko te spoiny, które przenoszą siłę ścinającą. Zgodnie z tą teorią, siła ścinająca jest przenoszona tylko przez spoiny równoległe do kierunku naprężenia. Naprężenie ścinające jest wtedy obliczane za pomocą wzoru t = F Y / A s , gdzie:
|
F y |
siła ścinająca. |
|
|
A s |
zredukowany przekrój nośny grupy spoin. |
4. Rozważana jest tylko dodatnia wartość naprężenia momentu zginającego
W przypadku belek łączonych spoinami pachwinowymi i obciążonymi momentem gnącym, naprężenie normalne pochodzi od spoiny. Ilustracja przedstawia schemat naprężenia.
Maksymalne naprężenie zaczyna się w zewnętrznych punktach grupy spoin, położonych najdalej od neutralnej osi. Dla spoin symetrycznych wzdłuż neutralnej osi wielkość naprężeń jest identyczna. Dla spoin niesymetrycznych naprężenia ściskające mogą być większe. Normalnie, podczas kontroli wytrzymałości program testuje większą wartość, bez względu na kierunek naprężenia, w tym przypadku naprężenia ściskającego.
Gdy uwzględniana jest nośność połączenia spawanego, naprężenie rozciągające ma znacznie większe znaczenie dla tak spawanej belki. Przełącznik ten wyłącza kontrolę naprężenia ściskające i pozwala sprawdzić tylko maksymalne naprężenie na rozciąganie, nawet jeśli w spoinie naprężenie ściskające jest większe.
Ten przełącznik jest dostępny tylko dla obliczeń statycznych, ponieważ wtedy nie ma różnicy między dodatnią i ujemną wartością dla obliczeń zmęczenia, gdyż obliczenie uwzględnia zawsze maksymalne naprężenia w spoinie.