ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние основных конструктивных н технологических факторов на сопротивление усталости из "Расчет на прочность деталей машин Издание 4 " Стыковые соедииеиия. Эти соединения по сравнению с соединениями Других типов обладают повышенной прочностью благодаря уменьшению концентрации напряжений. На рис. 10 в качестве примера показано распределение нормальных напряжений в поверхностных слоях образца. Значения эффективных коэффициентов концентрации напряжений в сварных соединениях приведены в табл. 4. [c.114] Стыковая сварка является основным видом соединения ответственных элементов конструкции. [c.115] Еслн окисную пленку удалить методами резания, то предел выносливости соединений повысится на 20— 30%. [c.116] Форма н размеры сварного шва. Размеры шва характеризуются высотой усиления шва g, его шириной Ь н углом 0 (см. рнс. 10 = 3 мм 6=13 мм). [c.116] Рекомендуется выполнять швы с усилением при 0 = 160- 170° и отношении )/ =9ч-11 прн этом эффективный коэффициент концентрации напряжений можно принимать по табл. 4. При 0= 120° и й/ =Зч-5 значения ко нэ табл. 4 следует увеличивать в 2 раза. [c.116] В сварных конструкциях следует избегать пересечения швов, иначе предел выносливости соединений снизится на 17—30%. [c.116] Остаточные напряжения от сварки. Если распад аустенита в сталях происходит при высоких температурах (например, в низкоуглеродистых и низколегированных сталях), то после охлаждения шва в околошовных зонах образуются растягивающие остаточные напряжения с высоким градиентом (рнс. 11, а). Со временем остаточные напряжения изменяются (см. рис. 11,6), что может привести к появлению трещин в око-лошовной зоне. [c.116] Остаточные растягивающие напряжеиия на 30—40% снижают сопротивление усталости стыковых соединений из сталей 22К, 15ГФ и др. [c.116] Во многих легированных сталях (например, 20Х2Н4А и др.) распад аустенита происходит при низких температурах. При охлаждении шва в таких материалах в околошовных зонах образуются сжимающие остаточные напряжения. [c.117] Для ответственных конструкций после сварки обязательно проводят отжиг (в среде аргона или в вакууме) для снятия остаточных напряжений. [c.117] Обработка швов и околошовных зон методами поверхностного пластического деформирования (обдувка дробью, чеканка, обкатка роликом и др.) приводит к существенному повышению предела выносливости соединений. Особенно эффективно применение упрочняющей обработки для крупногабаритных деталей. В этом случае можно добиться равнопрочности основного металла и шва даже без обработки усиления шва методами резания. Повышение предела выносливости на таких деталях составляет 50— 100%. [c.117] В табл. 5 приведены значения пределов выносливости стыковых соединений при симметричном (о 1) и пульсирующем (Оо) циклах нагружений. [c.117] Нахлесточиые соединения. В отличие от стыковых нахлесточные соединения имеют более высокую концентрацию напряженнй. На рис. 12 показано распределение радиальных Ог, окружных 00 и касательных Тг0 напряжений в нахлесточных соединениях с лобовыми швами. Прн уменьшении Р до 45° концентрация напряжений возрастает, а усталостная прочность снижается на 20%. Применение пологих катетов (р 60°) в сочетании с механической обработкой швов позволяет повысить предел выносливости соединений на 30%. [c.117] Значения теоретических коэффициентов концентрации напряженнй в соединениях с лобовыми швами даны в табл. 6. [c.117] В соединении с фланговыми и лобовыми швами последние улучшают распределение нагрузки и повышают предел выносливости соединений на 34—50%. Предел выносливости таких соединений с необработанными швами составляет в ряде случаев 30—45% предела выносливости цельной пластины. Высокий отпуск после сварки нахлесточных соединений не изменяет прочности. Поверхностный наклеп повышает предел выносливости на 25% соединений с фланговыми швами и на 60% — с лобовыми швами. [c.118] В нахлесточных соединениях низколегированные высокопрочные стали не имеют преимущества по сравнению с углеродистыми конструкционными сталями. [c.118] Сопротивление усталости нахлесточных соединений, полученных контактной сваркой (точечной и шовиой), низкое, что связано с высокой концентрацией напряжений в шве (табл. 7). [c.118] Тавровые соединения. Концентрация напряженнй в тавровых соединениях существенно выше, чем в стыковых, и зависит от подготовки кромок и степени проплавления (рис. 14). [c.118] Цифрами на рис. 14 показаны значения нормальных напряжений в МПа в различных сечениях шва. [c.118] Вернуться к основной статье