Нагруженные угловые сварные швы в плоскости соединений деталей

1. Воздействие осевого усилия Fx

Результирующее напряжение среза

Где:

 

Fx

осевое усилие [Н, фн].

 

A

площадь сварочной группы [мм2, д2].

2. Воздействие изгибающего момента M

Напряжение среза в исследуемой точке сварного шва

Где:

 

u

постоянная

  

- 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 [мм4, д4]

3. Нагрузка от изгибающего усилия FY

В каждой точке сварного шва возникает напряжение, вызываемое усилием среза FY и изгибающим моментом MF. Его величина определяется по формуле:

MF = FY rF [Н*мм, фунт дюйм]

Где:

 

FY

усилие среза при изгибе [Н, фн]

 

rF

плечо изгибающей силы для центра масс сварочной группы [мм, дюйм].

Напряжение сдвига, вызываемое силой сдвига

Где:

 

FY

усилие среза при изгибе [Н, фн]

 

A

площадь сварочной группы [мм2, д2].

Напряжение среза от изгибающего момента

- компонент X напряжения

- компонент Y напряжения

Где:

 

MF

изгибающий момент [Нмм, фн д]

 

rY

расстояние между исследуемой точкой и центром масс сварочной группы по оси Y [мм, д]

 

rX

расстояние между исследуемой точкой и центром масс сварочной группы по оси X [мм, д]

 

J

полярный момент инерции сварочной группы [мм4, д4]

Результирующее напряжение среза в исследуемой точке сварного шва

Где:

 

τXM

компонент X напряжения среза от изгибающего момента [МПа, фн/кв.дюйм]

 

τY

напряжение сдвига, вызываемое силой сдвига FY' [МПа, фн/кв.дюйм]

 

τYM

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 MF и сил среза FX', FY'. Точка приложения принадлежит центру масс сварочной группы:

MF = F rF [Н*мм, фунт дюйм]

FX' = F cos φ [Н, фунт]

FY' = F sin φ [Н, фунт]

Где:

 

F

действующая сила [Н, фн]

 

rF

плечо изгибающей силы для центра масс сварочной группы [мм, д]

   φ

угол приложения действующей силы [°]

Напряжение среза от усилия среза FX'

Напряжение среза от усилия среза FY'

Где:

 

A

площадь сварного шва [мм2, д2]

Напряжение среза от изгибающего момента

- компонент X напряжения

- компонент Y напряжения

Где:

 

MF

изгибающий момент [Нмм, фн д]

 

rY

расстояние между исследуемой точкой и центром масс сварочной группы по оси Y [мм, д]

 

rX

расстояние между исследуемой точкой и центром масс сварочной группы по оси X [мм, д]

 

J

полярный момент инерции сварочной группы [мм4, д4]

Результирующее напряжение среза в исследуемой точке сварного шва

Где:

 

τX

напряжение среза от сдвигающего усилия FX' [МПа, фн/кв.дюйм]

 

τXM

компонент X напряжения среза от изгибающего момента [МПа, фн/кв.дюйм]

 

τY

напряжение сдвига, вызываемое силой сдвига FY' [МПа, фн/кв.дюйм]

 

τYM

компонент Y напряжения среза от изгибающего момента [МПа, фн/кв.дюйм]

5. Расчет для сравнения напряжений σS

Сравнение напряжений определяется по частным напряжениям согласно формуле:

при этом для компонента X напряжения, действующего в исследуемой точке шва перпендикулярно его направлению, применяется формула αX = α3. В противном случае αX = α4. То же справедливо для компонента Y напряжения, действующего перпендикулярно направлению шва: αY = α3 или αY = α4

Где:

 

τX

напряжение среза от сдвигающего усилия FX' [МПа, фн/кв.дюйм]

 

τXM

компонент X напряжения среза от изгибающего момента [МПа, фн/кв.дюйм]

 

τY

напряжение сдвига, вызываемое силой сдвига FY' [МПа, фн/кв.дюйм]

 

τYM

компонент Y напряжения среза от изгибающего момента [МПа, фн/кв.дюйм]

 

α3

коэффициент преобразования сварного соединения для углового шва [-]

 

α3

коэффициент преобразования сварного соединения для углового шва [-]