Процедуры проверки сварных соединений, подверженных усталостной нагрузке (на основе предела прочности или предела текучести материала) могут привести к ошибкам, которые сделают эти соединения небезопасными.

1. Задание предела выносливости

На первом шаге расчета определяется предел выносливости при постоянной прочности σe или τe для заданного типа, конструкции, нагрузки и материала сварного соединения.

2. Определение предела усталости при ограниченной долговечности

Предел усталости при ограниченной долговечности σf или τf вычисляется для заданной долговечности соединения, находящейся в диапазоне спада прочности (N < 10 6 циклов). Расчет продолжается с учетом этих границ усталости.

3. Расчет параметров определенных усталостных нагрузок.

Средние значения циклических нагрузок сверху и снизу рассчитываются по следующим формулам. Этот расчет выполняется для всех нагрузок.

4. Эффект динамических нагрузок

Если на соединение, кроме усталостной нагрузки, воздействуют динамические нагрузки, их влияние необходимо учитывать при расчете. Расчет производится путем подстановки коэффициента динамической нагрузки в формулу максимальной расчетной нагрузки:

Fmax = Fm + η Fa или Mmax = Mm + η Ma

5. Расчет рабочего напряжения в сварном соединении

Среднее напряжение цикла σm или τm и верхний предел напряжения цикла σh или τh рассчитываются для заданных значений средней нагрузки цикла Fm, Mm и максимальной расчетной нагрузки Fmax, Mmax по формулам, используемым в статических расчетах. Эти напряжения используются для расчета амплитуды цикла по формуле:

σa = σh - σm или τa = τh - τm

6. Определение усталостной прочности соединения

Для расчетного напряжения и известного предела выносливости можно легко определить итоговую усталостную нагрузку соединения в соответствии с выбранной кривой усталости. Процедура определения усталостной нагрузки для обычного напряжения и напряжения среза представлена на следующих рисунках.

Диаграммы Хэя для нормального напряжения при разных соотношениях σa / σm (используется модифицированная кривая усталости Годмена):

Диаграммы Хэя для нормального напряжения при разных соотношениях τa/τm (используется модифицированная кривая усталости Годмена):

7. Проверка соединения

На последнем шаге программа вычисляет запас прочности соединения nC = σA / σa и сравнивает его с требуемым уровнем запаса прочности. Для оптимального сварного соединения должно быть выполнено условие nf ≤ nC.