Spoiny pachwinowe obciążone w płaszczyźnie połączeń części

1. Obciążone siłą osiową F _x

Wypadkowe naprężenie ścinające

gdzie:

	F x	siła osiowa [N, funt].
	A	przekrój nośny grupy spoin [mm 2 , cal 2 ].

2. Obciążenie przez moment zginający M

Naprężenie ścinające w punkcie badania spoiny

gdzie:

	u	stałe
		- dla obliczeń przy jednostkach metrycznych u = 1000
		- dla obliczeń przy jednostkach angielskich u = 12
	M	moment zginający [Nm, funt stopa]
	r	wektor promieniowy badanego punktu spoiny odniesiony do środka ciężkości grupy [mm, cal]
	J	biegunowy moment bezwładności grupy spoin [mm 4 , cal 4 ]

3. Obciążenie z siłą zginającą F _Y

W każdym punkcie spoiny wywodzi się naprężenie spowodowane siłą ścinającą F _Y i momentem zginającym M _F . Jego wielkość określa wzór:

M _F = F _Y r _F [Nmm, funt cal]

gdzie:

	F Y	siła ścinająca zginająca [N, funt]
	r F	ramię siły zginającej do środka ciężkości grupy spoin [mm, cal].

Naprężenie ścinające wywołane siłą ścinającą

gdzie:

	F Y	siła ścinająca zginająca [N, funt]
	A	przekrój nośny grupy spoin [mm 2 , cal 2 ].

Naprężenie ścinające wywołane momentem zginającym

- składowa x naprężenia

- składowa y naprężenia

gdzie:

	M F	moment zginający [Nmm, funt stopa]
	r Y	odległość badanego punktu spoiny do środka ciężkości grupy spoin w kierunku osi Y [mm, cal]
	r X	odległość badanego punktu spoiny do środka ciężkości grupy spoin w kierunku osi X [mm, cal]
	J	biegunowy moment bezwładności grupy spoin [mm 4 , cal 4 ]

Wypadkowe naprężenie ścinające w badanym punkcie spoiny

gdzie:

	τ XM	składowa x naprężenia ścinającego powodowana przez moment zginający [MPa, psi]
	τ Y	naprężenie ścinające wywołane siłą ścinającą F Y ' [MPa, psi]
	τ YM	składowa y naprężenia ścinającego powodowana przez moment zginający [MPa, psi]

4. Obciążenie siłą zwykłą F

W każdym punkcie spoiny, przyłożona siła zwykła F powoduje odpowiednie naprężenie do naprężenia, które może powstać w wyniku połączenia obciążenia z momentu zginającego M _F i pary sił ścinających F _X ', F _Y ' z punktem działania w środku ciężkości grupy spoin:

M _F = F r _F [Nmm, funt cal]

F _X' = F cos ϕ [N, lb]

F _Y' = F sin ϕ [N, lb]

gdzie:

	F	działająca siła [N, funt]
	r F	ramię siły zginającej do środka ciężkości grupy spoin [mm, cal]
	ϕ	kąt kierunku siły oddziaływującej [°]

Naprężenie ścinające wywołane siłą ścinającą F _X'

Naprężenie ścinające wywołane siłą ścinającą F _Y'

gdzie:

A

przekrój nośny spoiny [mm 2 , cal 2 ]

Naprężenie ścinające wywołane momentem zginającym

- składowa x naprężenia

- składowa y naprężenia

gdzie:

	M F	moment zginający [Nmm, funt stopa]
	r Y	odległość badanego punktu spoiny do środka ciężkości grupy spoin w kierunku osi Y [mm, cal]
	r X	odległość badanego punktu spoiny do środka ciężkości grupy spoin w kierunku osi X [mm, cal]
	J	biegunowy moment bezwładności grupy spoin [mm 4 , cal 4 ]

Wypadkowe naprężenie ścinające w badanym punkcie spoiny

gdzie:

	τ X	naprężenie ścinające wywołane siłą ścinającą F X' [MPa, psi]
	τ XM	składowa x naprężenia ścinającego powodowana przez moment zginający [MPa, psi]
	τ Y	naprężenie ścinające wywołane siłą ścinającą F Y ' [MPa, psi]
	τ YM	składowa y naprężenia ścinającego powodowana przez moment zginający [MPa, psi]

5. Obliczenia naprężeń porównawczych σ _S

Naprężenie względne jest określane z obliczonych naprężeń częściowych według równania:

gdzie dla składowej x naprężenia, poruszającej się w punkcie śledzonym spoiny, prostopadłej do kierunku spoiny jest zastosowany wzór α _X = α ₃ . W przeciwnym wypadku α _X = α ₄ . Tak samo jest dla składowej y naprężenia działającego prostopadle do kierunku spoiny, które jest wyrażone α _Y = α ₃ lub α _Y = α ₄ .

gdzie:

	τ X	naprężenie ścinające wywołane siłą ścinającą F X' [MPa, psi]
	τ XM	składowa x naprężenia ścinającego powodowana przez moment zginający [MPa, psi]
	τ Y	naprężenie ścinające wywołane siłą ścinającą F Y ' [MPa, psi]
	τ YM	składowa y naprężenia ścinającego powodowana przez moment zginający [MPa, psi]
	α 3	współczynnik konwersji połączenia spawanego dla spoiny kątowej czołowej [-]
	α 3	współczynnik konwersji połączenia spawanego dla spoiny kątowej czołowej [-]