Сварные Концентрация напряжений

Заклепочные соединения применяют для деталей, материал которых плохо сваривается, и в тех конструкциях, где важно растянуть во времени развитие процесса разрушения. Например, разрушение одной или нескольких из тысяч заклепок крыла самолета еще не приводит к его разрушению, но уже может быть обнаружено и устранено при контроле и ремонте. В сварных соединениях образование трещин сопровождается высокой концентрацией напряжений, что приводит к ускорению процесса разрушения, [c.51]

По всей видимости, снижение е/ в зависимости от hjs можно объяснить следующей причиной. Следствием импульсного нагружения являются последующие свободные колебания сварного соединения. Очевидно, что в зоне сопряжения шва с основным металлом эти колебания за счет концентрации напряжений и деформаций могут приводить к циклическому знакопеременному упругопластическому деформированию материала. Разрушение материала в данном случае может быть связано с накоплением усталостных повреждений. Ясно, что критическая деформация, по сути являющаяся остаточной деформацией после импульсного нагружения, будет меньше, чем критическая деформация при монотонном квазистатическом нагружении. Увеличение относительной высоты усиления hjs приводит к росту инерционных сил, за счет которых в зависимости от схемы нагружения растет амплитуда и(или) количество циклов свободных колебаний сварного соединения. Роль усталостного повреждения в этом случае увеличивается, что приводит к снижению критической деформации при динамическом нагружении. [c.45]

Оценка долговечности элементов конструкций на стадии кинетики усталостных трещин в ряде случаев является актуальной инженерной задачей. Это в первую очередь относится к сварным узлам, так как при высокой концентрации напряжений, обусловленной несовершенством формы сварных соединений, долговечность на стадии зарождения трещины может быть незначительной и циклический ресурс конструкции в большей степени будет определяться стадией развития усталостной трещины. Более того, в случае технологических трещиноподобных дефектов типа подреза, несплавления и т. п. в сварных швах стадия зарождения трещины отсутствует и ресурс конструкции определяется только ее развитием. [c.268]

Для сварных конструкций при статических нагрузках масштаб ный фактор е 0,9 [15], эффективный коэффициент концентрации напряжений при статических нагрузках 1,0...1,2 (большее значение для лобовых и фланговых швов [15]), коэффициент безопасности [s]= 1,2...1,3 для углеродистых сталей и 1,3...1,5 для низколегированных. [c.32]

В соединениях, подверженных действию циклических И динамических нагрузок, следует избегать расположения сварных швов нФ участках концентрации напряжений, например в переходах от одного сечения к другому (вид 43). Шов в этих условиях подвергается повышенным напряжениям и, кроме того, усиливает концентрацию напряжений вследствие неоднородности, своей структуры. [c.179]

Циклическую прочность сварных швов можно значите.льно. повысить механической обработкой с приданием шву рациональной формы, уменьшающей концентрацию напряжений. [c.180]

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений К для сварных соединений [c.66]

Прочность сварных соединений при переменных нагрузках удобно характеризовать эффективным коэффициентом концентрации напряжений, т. е. отношением предела выносливости целого образца к пределу выносливости сварного (табл. 4.2). [c.66]

Следует избегать совмещения сварных швов с местами концентрации напряжений от формы. Следует обеспечивать равномерную толщину швов, в частности исключать большие скопления наплавленного металла в местах пересечения швов. Следует так располагать швы, чтобы было удобно их сваривать и контролировать. [c.67]

Специфику сварных конструкций учитывают коэффициентами остаточных напряжений и технологических отклонений, которые вводятся сомножителями к коэффициенту концентрации напряжений. Наибольший опыт расчетов и нормативы имеются в локомотиво- и краностроении. [c.67]

В силу конструктивных особенностей обследуемых объектов, больших поверхностей контакта металла с рабочей коррозионно-активной средой разработка методов и средств определения участков, в наибольшей степени подверженных риску возникновения и развития трещин и трещиноподобных дефектов, является весьма актуальной. Образование дефектов типа трещина происходит в местах концентрации напряжений места с резким изменением сечения элементов, таких как сварные соединения, неплавное изменение размеров конструктивных элементов, места приварки штуцеров и накладок, ребер жесткости. [c.335]

В соответствии с предложенным методом контроля магнитной памяти определенные места, характеризующиеся сменой знака поля Нр или с нулевым значением этого поля, являются наиболее опасными местами, где концентрации напряжений от действующих нагрузок (изгибающих, крутящих и т.п.) могут достигать критического значения. Следовательно, в этих местах контролируемых сварных стыков могут иметь место различные дефекты и повреждения технологического и эксплуатационного характера. [c.351]

Коэффициент концентрации напряжений а зависит от параметров внешней геометрии концентратора напряжений, например, для сварного шва - от ширины Ь, высоты усиления сварного шва, радиуса закругления р в месте перехода от металла шва к основному металлу на внешней (свободной) поверхности, смещения кромок и др. Указанные параметры должны быть определены при диагностировании технического состояния обследуемого аппарата в результате внешнего визуального осмотра и измерений (раздел 4.3). [c.375]

С помощью сварки получают соединения, равнопрочные основному материалу масса сварных конструкций меньше массы конструкций с другими видами соединений. Процесс сварки характеризуется высокой производительностью, его можно автоматизировать. К недостаткам сварки относятся наличие остаточных напряжений в свариваемых элементах, вызывающих их коробление, а в ряде случаев затруднение контроля качества соединения и повышенная чувствительность к вибрациям в связи с концентрацией напряжений. [c.366]

Пористость сварных швов является самым распространенным дефектом. При нагружении сварных соединений с порами вблизи контура последних имеет место значительная концентрация напряжений, которая вызывает локальные пластические деформации, часто приводящие к исчерпанию ресурса пластичности металла в данном месте и возникновению несплошностей в виде острых трещин. [c.126]

Отрицательные качества сварных соединений недостаточная надежность при ударных и вибрационных нагрузках, коробление деталей в процессе сварки, концентрация напряжений и сложность проверки качества соединений. [c.21]

Сварные швы по форме поперечного сечения могут быть нормальными (рис. 2.6, 6), выпуклыми (рис. 2.6, а 2.7, а) и вогнутыми (рис. 2.7, б). Выпуклость шва обозначается g, а вогнутость— А их величина не должна превышать 3 мм. Выпуклый угловой шов, кажущийся на первый взгляд более прочным, имеет значительную концентрацию напряжений по сравнению с нормальным и особенно вогнутым швами, так как выпуклый шов образует более резкое изменение сечения детали в месте соединения. Поэтому при действии на конструкцию переменных нагрузок рекомендуется применять вогнутые угловые швы, хотя вогнутость их обычно достигается механической обработкой, которая значительно увеличивает стоимость соединения. У стыковых швов со снятыми механическим способом выпуклостями концентрация напряжений практически отсутствует. [c.22]

Для переменных нагрузок допускаемые напряжения понижают с учетом характеристики цикла напряжений, эффективного коэффициента концентрации напряжений в сварных швах, числа циклов нагружения и других факторов. [c.23]

Достоинства клееных конструкций заключаются в возможности соединения практически всех конструкционных материалов в любых сочетаниях, любой толщины и конфигурации, причем обеспечивается герметичность и коррозионная стойкость соединений. В отличие от сварных, клееные соединения почти не создают концентрации напряжений, не вызывают коробления деталей и надежно работают при вибрационных нагрузках. По сравнению с другими клееные соединения дешевле, а клееные конструкции обычно легче других при прочих равных условиях. [c.25]

С увеличением площади контакта несущая способность соединения возрастает. При этом больший эффект можно получить за счет увеличения ширины деталей и меньший за счет длины нахлестки. Последнее связано с концентрацией напряжений на краях соединения (как и в сварных соединениях, см. рис. 29.7). [c.481]

В сварной конструкции не должно быть резких (ступенчатых) переходов по толщине металла (рис. 6.9), отклонений от симметричности расположения элементов по толщине не должно быть резких переходов форм конструкции (малых радиусов закругления вырезов). В противном случае возможно разрушение конструкции в результате концентрации напряжений. Это особенно важно для конструкций, работающих в условиях знакопеременных нагрузок и вибрации. Для таких конструкций необходимо предусмотреть плавные переходы от металла шва к основному металлу. [c.162]

Расчет сварных швов при статическом нагружении. Материал сварного шва работает на растяжение (сжатие) в стыковых швах, либо на срез в угловых, тавровых и швах внахлестку. На прочность сварных швов оказывает влияние концентрация напряжений в местах усиления швов, нарушающая плавность силового потока, что учитывается при выборе допускаемых напряжений. Расчет на прочность стыкового шва (см. рис. 4.2, а) производится по формуле [c.403]

Такие соединения удобны для образования двутавровых и коробчатых профилей сварных балок и отдельных стержней ферм и рам. Они плохо работают на отрыв вследствие большой концентрации напряжений в местах перехода от наплавленного валика к основному металлу. [c.377]

Практика эксплуатации сварных нетермообрабатываемых конструкций в условиях циклического нагружения показывает, что в большинстве случаев разрушения возникают в сварном шве или области сопряжения шва с основным металлом. Это связано с комплексом факторов, снижающих работоспособность сварных соединений, основными из которых являются концентрация напряжений и деформаций в зонах сопряжения шва с основным металлом, остаточные сварочные напряжения (ООН), а также ухудшение характеристик сопротивления усталости металла шва и зоны термического влияния по отношению к основному металлу [59, 119, 144]. [c.268]

При действии переменных нагрузок допускаемые нап1)яжения сварных швов и деталей в зоне швов понижают путем умножения на эмпирический коэффициент у, учитывающий концентрацию напряжений. [c.389]

К специальным методам относятся применен1 е сварочных проволок, дающих сварной шов более коррозионно-стойкий, чем основной металл регулирование режимов сварки с целью получения благоприятных структур в зоне термического влияния уменьшение концентрации напряжений снятие остаточных сварочных напряжений. [c.45]

Метод имплант , предложенный французскими исследователями, предусматривает испытание цилиндрического образца-вставки (импланта) с винтовым надрезам, (рис. 13.37) (ГОСТ 26388—84). Образец монтируют на скользяш,ей посадке в отверстие пластины, на которую наплавляют сварной валик и одновременно переплавляют верхнюю часть образца СТЦ регулируют, изменяя q/v. За стандартный СТЦ принят цикл с h/ъ,, равным 10 с. В процессе охлаждения в диапазоне 420... 370 К образцы нагружают постоянным растягивающим усилием. Разрушающие напряжения рассчитывают относительно поперечного сечения образца в надрезе без учета концентрации напряжений. [c.542]

При проведении диагностики используются индикатор механических напряжений ИМНМ-1Ф, индикаторы концентрации напряжений ИКНМ-2Ф, ИКН-1М. Метод основан на регистрации напряженности магнитного поля рассеяния Нр, характеризующей распределение остаточной намагниченности, на контролируемой поверхности изделия. При этом на поверхности вблизи стыков и на самом шве специальной зачистки не требуется. Для этого производится сканирование датчика прибора вдоль поверхности сварного стыка по всему периметру наружного диаметра конструктивного элемента аппарата и записываются полученные значения напряженности магнитного поля рассеяния Нр. [c.215]

При внешнем осмотре необходимо обращать внимание на выявление трещин в основном металле и сварных соединениях (трешдшы возможны в местах повышенной концентрации напряжений в местах приварки штуцеров, деталей крепления перехода от цилиндрической и выпуклой части крышки автоклава приварки косынок опоры перехода от основного металла к усилению сварного шва), а также на дефекты сварки, участки с повышенным коррозионным износом, вмятины, выпуклости, отдулины и другие отклонения от нормы. При внутреннем осмотре следует обратить внимание на отсутствие трещин тепловой изоляции, особенно в местах расположения электронагревателей автоклава, ввода более холодной среды (трубопроводов охлаждающей воды и воздуха). [c.247]

Г/о<Зжог —дефект, возникающий при кратковременном возбуждении дуги в стороне от места сварки. Этот дефект вызывает концентрацию напряжений, появ 1е1ше структур закалки и другие неблагоприятные факторы для сварных конструкций, и поэтому в ряде случаев он подлежит удалению механическим способом. [c.11]

Су1цествующие представления о влиянии на несущую способность сварных соединений такого дефекта как смещение свариваемых кромок базируются на том, что данный дефект вызывает повышенную концентрацию напряжений из-за появления изгибающего момента в упругой стадии работы и потерю прочностных и пластических характеристик за пред ел ом упругости /19, 20, 21 и др./. Кроме того необходимо иметь В виду, что радиус перехода шва к основному ме таллу может быть весьма малым, в пределе стремящимся к нулю. В данном случае оценку напряженного состояния [c.32]

Голографические методы контроля. Методы основаны на интерференции световых волн. Источником световых волн являются оптические квантовые генераторы, позволяющие получать свет с определенной длиной волны (монохроматические волны) и в определенной фазе колебаний (когерентные волны). Использование лазеров (лазерных диодов) позволяет восстанавливать мнимое объемное изображение объекта в целом либо части этого объекта. Фиксируя на детекторе (фотопластинке или экранр монитора) наложенные изображения состояния объектов (например, без нагрузки и под нагрузкой), получают интерференционные картины, которые являются источником информации о наличии дефектов в объектах контроля. При этом интерференционные картины весьма чувствительны к незначительным перемещениям частей поверхности, которые появляются в области концентрации напряжений объекта контроля вследствие наличия в нем дефекта. Метод, основанный на голографический интерференции световых волн, применяется в основном для анализа напряженно-деформированно-го состояния сварных соединений и контроля за остаточными сварочными напряжениями. [c.211]

При изготовлении тонкостенных оболочковых конструкций для химического аппаратостроения в целях защиты их поверхности от воздействия агрессивной среды и сохранения прочности и пластичности металла при низкой температуре используют самые разнообразные материалы (биметаллы, цветные металлы и сплавы, среднелегированные стали и др ) В связи с этим технология сварки таких конструкции достаточно сложна, нередко требует сочетания различных способов, специальных присадков, дополнительных мероприятий по предотвращению трещинообразования, защите сварочной ванны от окисления и т.д Для операций сборки и сварки цилиндрической части сосудов обычно применяют роликовые стенды, оборуд>я их paзличны и приспособлениями флюсовыми подушками, стяжными скобами, автоматическими головками для сварки, распорками, центраторами и др Сварку обечайки с днищем производят стыковыми швами за один или несколько проходов В стенки сосудов и аппаратов приходится вваривать патрубки, лючки, штуцера и другие элементы, сварные соединения которых часто являются инициаторами разрушения конструкции На рис 19 приведены в качестве примера некоторые варианты конструктивного оформления шт церов в аппаратах химического производства. Варианты с дополнительно усиливающими кольцами (см. рис 1 9,й) и утолщенными патрубками (см рис 19,6) выполняются угловыми швами, в зонах которых возникает значительная концентрация напряжений В данном месте часто появляются усталостные трещины Более предпочтительными с точки зрения повышения работоспособности являются варианты соединений с вытяжкой горловины (см рис. [c.18]

В качестве примера приведем построение расчетной схемы фермы. Для стержней фермы принимаются четыре гипотезы об их материале (см. 1.2), гипотеза Бернулли и гипотеза о ненадавливаемости волокон жесткие клепаные или сварные узлы заменяются шарнирами и на основании этого доказывается, что стержни будут работать или на растяжение, или на сжатие стержни изображаются линиями, соответствующими их осям внешние силы считаются приложенными в узлах влияние концентрации напряжений вокруг заклепочных отверстий на прочность не учитывается. [c.29]

Повышение сопротивления элементов конструкций хрупкому разрушению с учетом изложенных выше основных механических закономерностей возникновения,развития и остановки хрупких трещин должно осуществляться путем рационального проектирования, правильного выбора металла и технологии изготовления, контроля и наблюдения за состоянием конструкций в эксплуатации. При этом задача сводится к обеспечению возможности снижения критической температуры хрупкости и повышения разрушающего напряжения. Решение этой задачи достигается снижением концентрации напряжений, уменьшением возможности динамических перегрузок, применением термической обработки сварных соединений, снижением начальной дефектности конструкций. Значительное снижение критической температуры возможно в результате легирования термообрабатываемых сталей при этом наибольший эффект достигается при легировании сталей никелем. [c.68]

При больших габаритах изделий следует проводить местную термическую обработку зоны сварного соединения. При сварке встык деталей, имеющих различную толщину, возникают остаточные напряжения, которые приводят к усилению коррозии. Для уменьшения напряжений желательно уравнивание толщины свариваемых деталей на участке шва. Необходимо избегать наложения швов в высоконапряженных зонах конструкции, так как остаточные сварные напряжения, суммируясь с рабочими напряжениями, вызьшают опасность коррозионного растрескивания. Рекомендуется не деформировать металл около сварных швов, заклепок, отверстий под болты. Механическая обработка швов фрезой, резцом или абразивным кругом обеспечивает плавное сопряжение шва и основного металла и этим способствует уменьшению концентрации напряжений в соединении и повышению его коррозионно-механической прочности. Особенно эффективна механическая обработка стыковых соединений, предел выносливости которых после обработки шва растет на 40—60 %, а иногда достигает уровня предела выносливости основного металла. Стыковые соединения по сравнению с другими видами сварных соединений характеризуются минимальной концентрацией напряжений и наибольшей усталостной прочностью. Повышения усталостной проч- [c.197]

Расчет сварных швов при циклическом нагружении. Расчет швов на прочность производится по тем же формулам (4.2) и (4.3), но с учетом того, что концентрация напряжений особенно проявляется при действии циклических нагрузок допускаемые напряжения пснижаются умножением на коэффициент у < 1 [c.404]

Справочник машиностроителя Том 3 (1951) -- [ c.911 ]

Детали машин Том 1 (1968) -- [ c.57 , c.59 , c.62 ]

Справочник машиностроителя Том 4 (1956) -- [ c.664 ]

Детали машин Издание 3 (1974) -- [ c.72 , c.82 ]

Машиностроение Энциклопедический справочник Раздел 1 Том 2 (1948) -- [ c.848 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...