Нагруженные угловые сварные швы в плоскости соединений деталей

1. Воздействие осевого усилия F _x

Результирующее напряжение среза

Где:

	F x	осевое усилие [Н, фн].
	A	площадь сварочной группы [мм 2 , д 2 ].

2. Воздействие изгибающего момента M

Напряжение среза в исследуемой точке сварного шва

Где:

	u	константа
		- при расчете в метрических единицах u = 1000
		- при расчете в британских единицах u = 12
	M	изгибающий момент [Нм, фунт фут]
	r	вектор положения исследуемой точки сварного соединения, относящейся к центру масс сварочной группы [мм, д]
	J	полярный момент инерции сварочной группы [мм 4 , д 4 ]

3. Нагрузка от изгибающего усилия F _Y

В каждой точке сварного шва возникает напряжение, вызываемое усилием среза F _Y и изгибающим моментом M _F . Его величина определяется по формуле:

M _F = F _Y r _F [Нм, фунт дюйм]

Где:

	F Y	усилие среза при изгибе [Н, фн]
	r F	плечо изгибающей силы для центра масс сварочной группы [мм, дюйм].

Напряжение сдвига, вызываемое силой сдвига

Где:

	F Y	усилие среза при изгибе [Н, фн]
	A	площадь сварочной группы [мм 2 , д 2 ].

Напряжение среза от изгибающего момента

- компонент X напряжения

- компонент Y напряжения

Где:

	M F	изгибающий момент [Нмм, фн д]
	r Y	расстояние между исследуемой точкой и центром масс сварочной группы по оси Y [мм, д]
	r X	расстояние между исследуемой точкой и центром масс сварочной группы по оси X [мм, д]
	J	полярный момент инерции сварочной группы [мм 4 , д 4 ]

Результирующее напряжение среза в исследуемой точке сварного шва

Где:

	τ XM	компонент X напряжения среза от изгибающего момента [МПа, фн/кв.дюйм]
	τ Y	напряжение сдвига, вызываемое силой сдвига F Y ' [МПа, фн/кв.дюйм]
	τ YM	компонент Y напряжения среза от изгибающего момента [МПа, фн/кв.дюйм]

4. Нагрузка от произвольного усилия F

В любой точке сварного шва произвольное усилие F вызывает напряжение, соответствующее объединенным значениям напряжений от изгибающего момента M _F и сил среза F _X ', F _Y '. Точка приложения принадлежит центру масс сварочной группы:

M _F = F r _F [Нм, фунт дюйм]

F _X' = F cos ϕ [Н, фунт]

F _Y' = F sin ϕ [Н, фунт]

Где:

	F	действующая сила [Н, фн]
	r F	плечо изгибающей силы для центра масс сварочной группы [мм, д]
	ϕ	угол приложения действующей силы [°]

Напряжение среза, вызываемое усилием среза F _X'

Напряжение среза, вызываемое усилием среза F _Y'

Где:

A

площадь сварного шва [мм 2 , д 2 ]

Напряжение среза от изгибающего момента

- компонент X напряжения

- компонент Y напряжения

Где:

	M F	изгибающий момент [Нмм, фн д]
	r Y	расстояние между исследуемой точкой и центром масс сварочной группы по оси Y [мм, д]
	r X	расстояние между исследуемой точкой и центром масс сварочной группы по оси X [мм, д]
	J	полярный момент инерции сварочной группы [мм 4 , д 4 ]

Результирующее напряжение среза в исследуемой точке сварного шва

Где:

	τ X	напряжение среза от сдвигающего усилия F X'' [МПа, фн/кв.дюйм]
	τ XM	компонент X напряжения среза от изгибающего момента [МПа, фн/кв.дюйм]
	τ Y	напряжение сдвига, вызываемое силой сдвига F Y ' [МПа, фн/кв.дюйм]
	τ YM	компонент Y напряжения среза от изгибающего момента [МПа, фн/кв.дюйм]

5. Расчет сравнительного напряжения σ _S

Сравнение напряжений определяется по частным напряжениям согласно формуле:

при этом для компонента X напряжения, действующего в исследуемой точке шва перпендикулярно его направлению, применяется формула α _X = α ₃ . В противном случае α _X = α ₄ . То же справедливо для компонента Y напряжения, действующего перпендикулярно направлению шва: α _Y = α ₃ или α _Y = α ₄ .

Где:

	τ X	напряжение среза от сдвигающего усилия F X'' [МПа, фн/кв.дюйм]
	τ XM	компонент X напряжения среза от изгибающего момента [МПа, фн/кв.дюйм]
	τ Y	напряжение сдвига, вызываемое силой сдвига F Y ' [МПа, фн/кв.дюйм]
	τ YM	компонент Y напряжения среза от изгибающего момента [МПа, фн/кв.дюйм]
	α 3	коэффициент преобразования сварного соединения для углового шва [-]
	α 3	коэффициент преобразования сварного соединения для углового шва [-]