焊縫扭轉(zhuǎn)應(yīng)力計算

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1、焊縫計算ⅢIWE-3/3.39/61、扭曲扭曲—構(gòu)件橫截面在扭矩的作用下相對軸線而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動變形。MT=扭矩S=弧長l=兩個截面間的距離r=圓截面的半徑γ=滑移G=滑移模數(shù)圖1扭曲單位轉(zhuǎn)角：當(dāng)l=1時，兩個截面的相對轉(zhuǎn)動位移。S=γ·l=r·扭曲角：當(dāng)距離為l時兩個截面的相對轉(zhuǎn)動位移。=·l[rad]扭矩MT：當(dāng)作用力偏離剪力中心時，則將產(chǎn)生扭矩。剪力中心：構(gòu)件上不產(chǎn)生扭矩的剪力作用點(diǎn)。也稱彎曲中心M。圖2剪力中心2、截面形狀2.1按幾何形狀分類1）單軸對稱截面剪力中心點(diǎn)位于對稱軸上。圖3單軸對稱截面（彎心M不與重心S重合）http://www.wtiharbin.co

2、m哈爾濱焊接技術(shù)培訓(xùn)中心WTIHarbin2006-IWE主課程結(jié)構(gòu)版權(quán)歸哈爾濱焊接技術(shù)培訓(xùn)中心所有焊縫計算ⅢIWE-3/3.39/61）雙軸對稱截面重心與剪心點(diǎn)重合t=恒定圖4雙軸對稱截面2）一個直角構(gòu)件的組成的截面剪心M位于型鋼相互垂直構(gòu)件中心線的交點(diǎn)處。圖5直角構(gòu)件的彎心與重心2.2按在扭曲作用下的狀態(tài)分類當(dāng)構(gòu)件承受扭曲應(yīng)力作用時，根據(jù)其截面形狀不同，有時在被扭曲的同時還會產(chǎn)生撓曲變形。“撓曲變形與截面形狀相關(guān)”下述截面形狀為抗撓曲截面：—園截面及園環(huán)形截面；—正方形空心截面（壁厚相等）；—矩形空心截面（t1/t2=l1/l2）；—由兩個窄條組成的單軸對稱截面，其

3、中心線交于一點(diǎn)圖6抗撓曲截面http://www.wtiharbin.com哈爾濱焊接技術(shù)培訓(xùn)中心WTIHarbin2006-IWE主課程結(jié)構(gòu)版權(quán)歸哈爾濱焊接技術(shù)培訓(xùn)中心所有焊縫計算ⅢIWE-3/3.39/6非抗撓曲截面：圖7非抗撓曲截面3、扭曲的種類3.1純扭曲—截面可不受阻礙地被扭曲—僅產(chǎn)生“一次”剪應(yīng)力3.2扭力扭曲（約束扭曲）—截面不能不受阻礙地被扭曲，受扭截面不再滿足平面變形——產(chǎn)生翹曲變形！—除“一次”剪應(yīng)力外，產(chǎn)生“二次應(yīng)力”和jMe4、截面上的應(yīng)力本條件下進(jìn)行應(yīng)力計算時應(yīng)滿足下述先決條件：a）在整個構(gòu)件的長度上橫截面相同。b）在構(gòu)件長度上及端部沒有扭曲阻

4、礙。c)作用在構(gòu)件端部截面上的扭矩與截面邊緣成正切；d)在構(gòu)件上的一定區(qū)域內(nèi)扭矩保持恒定。http://www.wtiharbin.com哈爾濱焊接技術(shù)培訓(xùn)中心WTIHarbin2006-IWE主課程結(jié)構(gòu)版權(quán)歸哈爾濱焊接技術(shù)培訓(xùn)中心所有焊縫計算ⅢIWE-3/3.39/6剪應(yīng)力的分布及大小在討論非園形和園環(huán)形截面上的剪應(yīng)力分布狀態(tài)時，先擬定兩種模擬分布狀態(tài)：—皂膜式分布狀態(tài)—潮流式分布狀態(tài)在本部分我們只討論“潮流式”分布狀態(tài)。所謂的“潮流式”分布狀態(tài)指的是剪應(yīng)力在構(gòu)件的橫截面如不可壓縮，沒有摩擦的液體流動的狀態(tài)分布，其中“潮流線”表示剪應(yīng)力狀態(tài)，而“流動速度”則表示剪應(yīng)力

5、的大小?！砟な椒植紶顟B(tài)—潮流式分布狀態(tài)圖8剪應(yīng)力的分布4.1開放式截面的應(yīng)力計算應(yīng)力的公式：[弧度]對于一些比較重要的截面形狀可按魏伯（Weber）公式計算IT和WT，例如：簡單的矩形截面：IT=α·l·t3WT=β·l·t2圖9矩形截面對于較窄的矩形（l∶t＞15）可取α=β=0.333。慣性矩和阻力矩可按下述公式計算：IT=[cm4]WT=·[cm3]http://www.wtiharbin.com哈爾濱焊接技術(shù)培訓(xùn)中心WTIHarbin2006-IWE主課程結(jié)構(gòu)版權(quán)歸哈爾濱焊接技術(shù)培訓(xùn)中心所有焊縫計算ⅢIWE-3/3.39/6軋制型材的修正系數(shù)η表1軋制型材的修

6、正系數(shù)型材系數(shù)η0.99–1.01.121.304.2封閉式空心截面的應(yīng)力在考慮到實(shí)際條件下，可按布萊特（Bredt）公式計算構(gòu)件上的扭矩：（1.布萊特公式）扭曲慣性矩可按下述公式通過計算單位扭曲轉(zhuǎn)角來求得：（2.布萊特公式）[cm4]對于等厚度閉口空心截面：參考材料力學(xué)ppt第三章39、40封閉式截面：[kN/cm2]WT=2Amtmin[cm3]對于矩形薄壁u≈2（h+b）；對于圓形薄壁u=πd（周長）這里d為中徑！http://www.wtiharbin.com哈爾濱焊接技術(shù)培訓(xùn)中心WTIHarbin2006-IWE主課程結(jié)構(gòu)版權(quán)歸哈爾濱焊接技術(shù)培訓(xùn)中心所有焊縫計

7、算ⅢIWE-3/3.39/6Am是剪力作用的面積，即圖中陰影線部分.圖11箱形梁舉例：構(gòu)件長度l=5米，扭矩MT=4.4kNm圖12例圖參考答案：扭矩MT=4.4kNm=4.4×102kNcm構(gòu)件長度l=500cmtmin=6mm=0.6cmAm=60×30cm2得出τ=MT/2×Am×tmin=4.4×102/(2×1800×0.6)kN/cm2=203.7N/cm2≈2N/mm2=2MPahttp://www.wtiharbin.com哈爾濱焊接技術(shù)培訓(xùn)中心WTIHarbin2006-IWE主課程結(jié)構(gòu)版權(quán)歸哈爾濱焊接技術(shù)培訓(xùn)中心所有焊