1. Стандартная процедура расчета
Проверка общей прочности путем непосредственного сравнения расчетных значений нормального напряжения, напряжения при сдвиге (напряжения среза) или итогового приведенного напряжения с допустимыми значениями с помощью стандартной процедуры расчета. В зависимости от типа сварного соединения, приемов конструирования и вида нагрузки для расчета прочности можно применять одну из следующих формул.
σ ≤ σ Al , τ≤τ Al , σ R ≤σ Al
где расчет допустимой нагрузки осуществляется по формулам (с учетом требуемого запаса прочности):
s Al = S Y / n s или t Al = S Y / n s .
Величина допустимой нагрузки и, следовательно, требуемый минимальный запас прочности зависят от вида нагрузки. Большое значение имеют также тип и приемы конструирования сварного соединения.
Этот метод можно рекомендовать опытным пользователям, способным оценить требуемый минимальный запас прочности сварного соединения в зависимости от его типа, конструкции и прилагаемых нагрузок.
2. Метод сравнения напряжений
Допустимые величины напряжения сравниваются с вспомогательными величинами. Эти величины определяются на основе частичных напряжений и коэффициентов преобразования сварных соединений. Данный метод позволяет выполнить проверку прочности изделия. Проверку прочности можно описать формулой s S ≤ s Al , в которой допустимая нагрузка на сварное соединение равна s Al = S Y / n s .
При использовании эмпирических коэффициентов преобразования эффект приложения нагрузок различных типов с учетом запаса прочности сварного соединения включается в вычисленные значения напряжений, с которыми производится сравнение. Допускается использование только одного запаса прочности, независимо от типа, приемов конструирования и прилагаемых к выбранному соединению нагрузок. Рекомендуемый интервал минимальных значений запаса прочности для метода сравнения напряжений: n S =< 1,25...2>.
Этот метод можно рекомендовать менее опытным пользователям.
Параметры расчета сварного соединения
1. Общая и рабочая (активная) длина сварного шва
Площадь сварного шва зависит от требуемой прочности сварного соединения. Обычно площадь сварного шва вычисляется как произведение его длины и толщины. Для уменьшения площади в начале и в конце шва и при более точных расчетах рекомендуется использовать только длину сварной детали.
Рабочая длина сварного шва определяется по формуле L' = L–для стыковых швов и L' = L–для угловых швов,
Где:
|
s |
наименьшая толщина свариваемой детали. |
|
|
a |
высота углового сварного шва. |
Рекомендованная рабочая длина углового сварного шва находится в интервале L' = < 3a...35a >.
Этот параметр не имеет смысла для сварных швов по замкнутой линии, для которых активная длина шва равна полной.
2. Игнорируется толщина фланца и перемычки
Толщину фланца и перемычки можно игнорировать при расчете тавровых и двутавровых балок, соединенных угловым сварным швом. Для стандартных сечений отношение толщины фланца (перемычки) к толщине балки имеет небольшое значение, и поэтому при выполнении расчетов его можно игнорировать практически без потери точности.
Рекомендуется отключить этот параметр при выполнении особо точных расчетов или при работе с балками, толщина фланцев и перемычек которых превышает обычные значения.
3. Учитывается распределение напряжения среза
Для балок, соединенных угловым сварным швом и подвергнутых действию усилия сдвига, можно повысить точность расчетов. Рекомендуется использовать теорию распределения напряжения сдвига в нагруженном сечении и учитывать в расчетах только сварные швы, на которые воздействует сила сдвига. По этой теории сила среза оказывает воздействие только на сварные швы, параллельные направлению действия этой силы. В итоге напряжение среза можно рассчитать по формуле t = F Y / A s , где:
|
F y |
усилие среза. |
|
|
A s |
приведенная площадь сварочной группы. |
4. Учитывается только положительное значение напряжения изгибающего момента
Для балок, соединенных угловым сварным швом, после воздействия изгибающего момента, возникает нормальное напряжение. Диаграмма напряжения изображена на следующей иллюстрации.
Максимальное напряжение возникает в наружных точках сварочной группы, наиболее удаленных от нейтральной оси. Для сварных швов, расположенных симметрично вдоль нейтральной оси, величины подобной нагрузки имеют одинаковое значение. Для незеркально отраженных швов напряжение давления может иметь большее значение. В обычном режиме проверки прочности программа проверяет большее значение относительно таких пиковых величин, независимо от направления напряжения (в данном случае напряжения давления).
Если учитывать несущую способность сварного соединения, напряжение при растяжении имеет существенно большее значение для балок с этим типом сварного шва. Этот параметр подавляет проверку напряжения давления и позволяет проверить только максимальное напряжение при растяжении, даже если напряжение давления имеет большее значение.
Этот параметр применим только для статических расчетов, так как не учитывает разницы между положительными и отрицательными значениями при расчете величины усталости. Также расчет управляется величиной максимального напряжения для сварного шва.