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1、焊接接頭的強(qiáng)度計算標(biāo)準(zhǔn)分享網(wǎng)www.bzfxw.com本題重點(diǎn)：1.焊接接頭的應(yīng)力集中2.焊接接頭的應(yīng)力分布3.焊縫靜載強(qiáng)度計算本題難點(diǎn)：1.焊接接頭的應(yīng)力分布2.焊縫靜載強(qiáng)度計算1.焊接接頭的應(yīng)力集中1應(yīng)力集中的概念1.1定義由于焊接的形狀和焊縫布置的特點(diǎn)，焊接接頭工作應(yīng)力的分布是不均勻的，其最大應(yīng)力比平均應(yīng)力值高，這種情況稱應(yīng)力集中。1.2表達(dá)式：焊接接頭中存在應(yīng)力集中的影響因素①焊接工藝缺陷、冶金缺陷、夾渣、氣孔、咬邊、未焊透均會引起應(yīng)力集中、其中咬邊、未焊透較為嚴(yán)重。②不合理的焊縫外形。不同焊縫形
2、狀會引起不同程度的應(yīng)力集中。③接頭型式：不同接頭型式引起應(yīng)力集中不同。④制造過程中的缺陷。⑤焊接殘余應(yīng)力。2.電弧焊焊接接頭的應(yīng)力分布1對接接頭的應(yīng)力分布①對接接頭的焊縫形狀產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)不連續(xù)性，因而引起不同的應(yīng)力分布，在焊縫與母材的過渡處引起應(yīng)力集中，最大應(yīng)力集中部位在焊趾。②應(yīng)力集中系數(shù)：對接接頭的應(yīng)力分布2①對接接頭的焊縫形狀產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)不連續(xù)性，因而引起不同的應(yīng)力分布，在焊縫與母材的過渡處引起應(yīng)力集中，最大應(yīng)力集中部位在焊趾。②應(yīng)力集中系數(shù)：丁字接頭（十字接頭）的應(yīng)力分布十字接頭有熔透和未熔透兩種①未
3、熔透的十字接頭，在焊趾和焊根處有較大的應(yīng)力集中系數(shù)，其中以焊根處為最大。②熔透的十字接頭有較小的應(yīng)力集中系數(shù)。搭接接頭的應(yīng)力分布正面角焊縫:把與力作用方向垂直的焊縫①焊縫根部A點(diǎn)、焊趾B點(diǎn)應(yīng)力集中嚴(yán)重②焊趾B點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù)隨角焊縫的斜邊的夾角而變③減小、增大熔深焊透根部和增大底邊焊腳長度，可使減小側(cè)面搭接角焊縫斜向搭接角焊縫點(diǎn)焊接頭的應(yīng)力分布單排點(diǎn)焊接頭的應(yīng)力分布（如圖）多排點(diǎn)焊以兩端焊點(diǎn)受力最大（如圖）3焊縫的靜載強(qiáng)度計算焊縫接頭強(qiáng)度計算的假設(shè)①殘余應(yīng)力對接頭強(qiáng)度無影響②應(yīng)力集中對接頭強(qiáng)度無影響③接頭
4、的工作應(yīng)力是均布的，以平均應(yīng)力計④不計正面與側(cè)面焊縫、焊縫的加強(qiáng)與減弱和不同焊接規(guī)范引起的焊縫性能差異，而用統(tǒng)一的計算截面和許用應(yīng)力焊縫接頭強(qiáng)度計算的假設(shè)⑤角焊縫都是在切應(yīng)力作用下破壞的。角焊縫的計算斷面在角焊縫截面的最小高度上，取內(nèi)接三角形高度為計算高度，（如圖）。直角等要角焊縫的計算高度：⑥盡管加強(qiáng)和小量的熔深對于接頭強(qiáng)度沒有影響，但埋弧自動焊和保護(hù)焊的熔深較大應(yīng)予以考慮，其角焊縫計算斷面厚度（如圖）電弧焊接接頭的靜載強(qiáng)度計算1.對接焊縫強(qiáng)度計算公式如下：受拉時：受壓時：受剪時：電弧焊接接頭的靜載強(qiáng)度
5、計算而內(nèi)彎：垂直彎：∴綜合作用：[注]：對于未焊透的對接接頭，上述各式中應(yīng)將中減去未焊透深度，l取實(shí)際焊縫長度，、、分別是焊縫許用拉、壓、切應(yīng)力。搭接接頭的靜載強(qiáng)度計算1.受拉、壓的塔接接頭①單面焊、正面或側(cè)面塔接焊縫的強(qiáng)度公式：②單面焊的正面、側(cè)面聯(lián)合塔接焊縫的強(qiáng)度公式：受彎矩的搭接接頭計算2.受彎矩的搭接接頭計算方法有三種：①分段計算法：②軸慣性矩計算法最大切應(yīng)力：受彎矩的搭接接頭計算③極慣性計算法最大切應(yīng)力：-極慣性矩，（又等于相互垂直的兩個軸的計算慣性矩之和）受偏心載荷的搭接接頭計算①采用分段法或
6、軸慣性矩法計算，則按下式求合成應(yīng)力：②若采用極慣性矩法計算，將分解成水平的（，）和垂直的（，）兩個力，再合成：[注]：的計算是按全部焊縫計算，還是只考慮水平焊縫或只考慮垂直焊縫，要按具體情況而定。（如圖）可按全部焊縫承受的剪力，均勻分布于全部焊縫中，其方向同P一致載荷平行于焊縫丁字接頭強(qiáng)度計算①由于產(chǎn)生最大應(yīng)力的危險點(diǎn)在焊縫的最上端，同時受有兩個切應(yīng)力的作用，一個是由引起的，另一個由Q=P引起的，和相互垂直，所以該點(diǎn)的合成應(yīng)力為：②若開坡口并焊透，其強(qiáng)度按對接接頭計算，焊縫金屬截面等于母材截面（F=·h）
7、,若不開坡口時，按下式計算：彎矩垂直于板面的丁字頭計算①如開坡口并焊接，其強(qiáng)度按對接接頭計算，強(qiáng)度計算公式為：②當(dāng)接頭不開坡口，用角焊縫連接，強(qiáng)度計算公式為：（其中W=）復(fù)雜截面構(gòu)件接頭的計算◆計算復(fù)雜截面構(gòu)件接頭還要考慮以下幾個問題：①計算時要先分析受載情況：各載荷引起的應(yīng)力，確定各應(yīng)力的方向、性質(zhì)和位置。確定危險點(diǎn)，最高合成應(yīng)力，（若危險點(diǎn)難以確定時，應(yīng)選幾個高應(yīng)力點(diǎn)計算合成應(yīng)力，其中合成應(yīng)力最高處為危險點(diǎn)）②計算合成應(yīng)力時，最大正應(yīng)力和最大切應(yīng)力雖不在同一點(diǎn)上，但常以最大正應(yīng)力和平均切應(yīng)力計算其合成
8、應(yīng)力，偏于安全。③粗略計算時，有時把正應(yīng)力作為切應(yīng)力考慮，也是偏于安全的簡化計算方法。受彎矩聯(lián)接接頭的強(qiáng)度計算①若構(gòu)件同時承受彎矩M和軸向力N時，焊縫中應(yīng)力分別求出和，由于兩者方向相同，所以合成應(yīng)力：②若構(gòu)件同時承受橫向力P和軸力N時，則要同時考慮彎矩M=P·L和軸向力N及剪切力Q=P的作用。由于構(gòu)件承受切力Q時，只是腹板承受的，故切力只由聯(lián)接腹板的焊縫承受，并設(shè)切應(yīng)力沿焊縫均勻分布。計算聯(lián)接的焊縫強(qiáng)度時，應(yīng)驗(yàn)算兩個位置的合應(yīng)
