Коэффициент концентрации напряжений эффективный в сварных соединениях

Ов. р изменяется пропорционально уменьшению площади рабочего сечения образца от предела прочности образца без дефекта до нуля. При о , р о . а <7 0- Это значит, что сварной шов в стыковом соединении нечувствителен к концентрации напряжений (дефекту), т. е. дефект в данном случае вызывает лишь уменьшение рабочего сечения. Для сварных швов, чувствительных к концентрации напряжений, >0. Оценка сварных соединений по коэффициенту д применима только при статическом одноосном растяжении при вибрационных нагрузках чувствительность к концентрации напряжений (непровару) оценивают эффективным коэффициентом концентрации р. [c.48]

При вибрационных нагрузках усиление шва снижает усталостную прочность стыковых соединений без дефекта [4, 5]. При этом степень снижения предела усталости зависит от высоты усиления шва (рис. 12). Изменение высоты усиления шва связано с изменением радиуса перехода от основного металла к наплавленному и углом сопряжения а наплавленного металла с основным (см. рис. 3). С увеличением высоты усиления шва уменьшается угол а и, следовательно, увеличивается концентрация напряжений. Обычно в сварных стыковых соединениях усиление шва составляет 15—30% толщины свариваемых листов. В этом случае эффективные коэффициенты концентрации р, подсчитанные по отношению к соединениям без дефектов и без усиления, будут иметь значения, приведенные в табл. 4. [c.59]

База испытаний и методика обработки результатов эксперимента. База испытаний принята в 2-10 циклов. Испытания, проведенные на базе 5-10 и 10-10 циклов показали [И], что при эффективных коэффициентах концентрации напряжений k <[ 2,0 (сварные листовые конструкции и клепаные конструкции) предел выносливости определяется на базе Nq = 2-10 а при 2,0 (сварные решетчатые конструкции) на базе 5-10 , причем закон изменения кривой усталости на участке от 2-10 до 5-10 циклов сохраняется прежним. Тем самым для соединений с величиной k 2s 2,0 возможно проведение испытаний на базе N 2 -10 циклов с последуюш,ей экстраполяцией кривых до значений Nq 5 -10 циклов. Это важно, так как проведение испытаний на базе iVg = 5-10 циклов сильно их удлиняет. Что касается результатов испытаний на базе = 10-10 циклов, то никаких уточнений значений пределов выносливости они не внесли. Определение пределов выносливости производилось путем построения усталостных кривых с числом разрушенных образцов в серии не менее шести, причем, как [c.149]

Эффективный коэффициент концентрации напряжений для угловых швов при сварке углеродистых сталей составляет =2,5...4,5 в зависимости от конструкции сварного соединения и величины остаточных напряжений. Это существенно ограничивает область их применения при переменных нагрузках. При переменном нагружении для снижения величины можно применять швы с соотношением катетов 1 2 или вогнутые (рис. 4.4, г), получаемые после механической обработки. [c.84]

При нагружении сварного точечного шва моментом, действующим в плоскости стыка, расчетные силы определяют так же, как для группового резьбового соединения (см. гл. 2). Эффективный коэффициент концентрации напряжений для точечных швов низкоуглеродистых сталей составляет в среднем = 7,5. [c.92]

Стыковые соединения. Эти соединения по сравнению с соединениями других типов обладают повышенной прочностью благодаря невысокой 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]

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений в сварных соединениях [c.115]

Необходимо отметить, что значения эффективных коэффициентов концентрации напряжений определяются весьма трудоемким (экспериментальным) путем и к настоящему времени получены лишь для сравнительно небольшого количества различных вариантов только для сварных соединений из малоуглеродистой и низколегированной стали, выполненных электродуговой сваркой. Соответствующих значений для случаев применения в конструкциях других материалов (например, высокопрочных сталей, алюминиево-магниевых сплавов, сплавов на основе титана или новых синтетических материалов), а также для других методов сварки — в технической литературе пока еще нет. Не существует также и метода, который позволил бы получить необходимые значения путем соответствующего пересчета уже имеющихся экспериментальных данных. [c.7]

Внешние поперечные размеры такого условного стержня являются неопределенными, однако при глубоких выточках для расчета это существенного значения не имеет, в силу чего в таких случаях радиус поперечного сечения стержня, расположенного вне выточки, даже не входит в формулы для определения местных максимальных напряжений. Такая расчетная схема позволяет использовать формулы Г. Нейбера [19] для определения значений теоретического коэффициента концентрации напряжений и градиентов напряжений. Используя соответствующие формулы, полученные для чистого сдвига стержня с глубокой выточкой, а также принимая некоторые подобранные по экспериментальным данным значения констант а я Ь, входящих в формулу (1.20), В. Д. Маля-нов [11] предложил формулу для расчетного определения значений эффективного коэс х )ициента концентрации напряжений для сварных точечных соединений. [c.19]

Наименее прочным является соединение впритык, осуществляемое угловыми швами, без провара присоединяемых элементов. Значение эффективного коэффициента концентрации напряжений в сечении по сварным швам этого соединения является более высоким, чем в сечении по основному металлу, расположенному у швов. [c.26]

Основные положения расчетов на выносливость изложены в гл. III. Характер силовых потоков в сварных соединениях, определяющий эффективные коэффициенты концентрации напряжений k (табл. 1.35) показан на рис. 1.12. Приведенные в табл. 1.35 значения к, соответствующие симметричному циклу (1.28) и базовому числу циклов N = 2 10 , приняты по ряду нормальных чисел 7 20 с округлением 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,5 2,8 3,2 3,6 4,0. Соединения, для которых >4,0, признаются недопустимыми. На рис. 1.13 даны примеры использования данных табл. 1.35 для оценки усталостной прочности узлов. [c.68]

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений К определяли обычно опытным путем в течение десятилетий многие организации. Имеется огромный материал по оценке прочности под переменными нагрузками сварных конструкций, в особенности из низкоуглеродистых сталей. Для разных марок сталей и алюминиевых сплавов они даны во многих справочниках, нормативных материалах в зависимости от вида соединения, технологической обработки и т. д. [c.94]

Пояса ферм решетчатых конструкций, сваренные из листов, характеризуются существенно меньшими величинами эффективных коэффициентов концентрации напряжений Къ по сравнению с составными сечениями поясов из профильных элементов с соединительными планками. Усталостная долговечность сварного растянутого пояса, составленного из листов, зависит от конструкции сварных узлов и присоединения к нему вертикальных и горизонтальных связей. Если,раскосы и стойки приваривают непосредственно к поясам лобовым или фланговым швами (рис. 6, б), то Кэ 2,0 -е- 3,2. Это вынуждает делать сечение пояса более развитым по сравнению с полученным из основного расчета на перерезывающую силу и момент. Чтобы уменьшить сечение, в местах присоединения раскосов делают вставки большей толщины и высоты по сравнению с поясным листом (рис. 6, в). Широкие возможности снижения величины К имеются при соединении через косынки -(рис. 6, г — и). При конструкции по рис. 6, г Кз = 1,4 2,2 рис. 6, д, е, — Кз = 1,6 2,2 рис. 6, ж, 3 — Кз = 2,0 3,6 рис. 6, и — /Сэ = 1,4 2,2. [c.247]

При проектировании сварных узлов из алюминиевых сплавов, работающих при переменных нагрузках, учет концентрации напряжений особенно важен. Экспериментально установлено, что для большинства алюминиевых сплавов предел выносливости составляет (0,25 0 0) Од. Эффективные коэффициенты концентрации напряжений при переменных нагрузках для различных видов сварных соединений приведены в табл. 2. [c.262]

Во многих случаях в конструкциях ПТМ сварные соединения или профили являются несущими при работе на изгиб. Эффективный коэффициент концентрации напряжений здесь зависит также от конструкции сварного соединения и вида сварного шва. Для всех поясных швов балок, как соединяющих полки со стенками в балках двутаврового и коробчатого профиля, так и присоединяющих накладки для усиления полок, Кэ = 1,8 -ь 2,0 — при сварке сплошными швами, н Кэ == 3,5 4,0 — прерывистыми швами для поперечных швов сварных и несварных профильных элементов, соединяющих между собой полки и стенки стыковыми швами, Кэ = 3,0 для ребер жесткости, сваренных только со стенками, Кэ = 1,8 2,0 для ребер жесткости, сваренных как со стенками, так и с полками, Кэ = 2,3 для стыков труб Кэ = 2,0 2,2. Если [c.262]

При действии переменных нагрузок допускаемые напряжения в сварных конструкциях в основном металле, прилегающем к сварным соединениям, и в швах устанавливаются путем умножения цифр [о]р при расчетных сопротивлениях (табл. 29) на коэффициент у 104], установленный опытным путем. Этот коэффициент зависит от характеристики циклов эффективных коэффициентов концентрации, напряжений, определяемых типом соединений и технологической обработкой от марки применяемой стали. Коэффициент 7 вычисляется по формуле [c.269]

Металлоконструкции дорожных машин, воспринимающие многократно повторяющиеся переменные нагрузки, должны проектироваться с учетом их усталостной прочности. С этой целью при конструировании различных соединений следует стремиться к тому, чтобы был обеспечен плавный переход силовых потоков. С этой же целью следует избегать резких переходов в поперечных сечениях присоединяемых элементов. Эти условия в наибольшей степени могут быть выдержаны в случае применения листовых сварных конструкций, у которых эффективные коэффициенты концентрации напряжений в 1,5 —2 раза ниже, чем у решетчатых конструкций. Особые требования должны быть предъявлены к качеству сварки, так как такие дефекты, как непровар корня шва, могут увеличивать эффективные коэффициенты концентрации напряжений у стыковых швов более чем вдвое. Для повышения усталостной прочности следует шире применять автоматическую и полуавтоматическую сварки. Повышение усталостной прочности может быть достигнуто путем поверхностного наклепа сварных швов и созданием поверхностных сжимающих напряжений. [c.77]

Для тавровых соединений с малой глубиной проплавления (рис. 15, а—в) менее прочным является сечение по сварному шву. В соединениях с разделкой кромок элементов при наличии глубокого проплавления (рис. 15, г— е) эффективные коэффициенты концентрации напряжений ка изменяются от 1,1 до 1,7. Меньшие значения ка получают при тщательном выполнении сварки со сквозным проплавлением. [c.118]

Эффективный коэффициент концентрации напряжений к принимается в зависимости от типа элемента металлоконструкции, характеристики расчетного сечения и материала элемента. Например, для основного металла в местах перехода к сварным швам, у стыкового шва, перпендикулярного к действующему усилию, при стыковании листов одинаковой толщины и ширины в конструкциях можно принимать к=, А (для сварных соединений пониженного качества й=1,8). [c.232]

При расчете по СНиПу основное внимание при переменных нагрузках уделяют расчету прочности основного металла в зоне сварных швов, считая, что прочность швов достаточно обеспечена расчетом на равнопрочность основному металлу при статическом нагружении. При этом эффективные коэффициенты концентрации напряжений учитываются косвенным путем. Каждый тип соединения причисляется к одной из восьми условных групп. Номера этих групп для характерных сварных соединений приведены в табл. 4.6. [c.148]

Значения эффективных коэффициентов концентрации напряжений Кэ характерных типов сварных соединений для основного металла приведены в табл. 4.6, а для сварных швов— в табл. 4.8. Значения а г даны в табл. 4.9. [c.155]

Следует отметить некоторые особенности расчета сварных соединений, имеющих и фланговые и лобовые швы, эффективные коэффициенты концентрации напряжений которых существенно отличаются по значению. Так, в случае прикрепления полосы только фланговыми швами (рис. 4.16, а) и фланговыми и лобовым (рис. 4.16, б) при расчете соединения по швам используют коэффициент Кэ для флангового шва, а при расчете соединений только с лобовыми швами (рис. 4.16, в) или с обваркой по контуру (рис. 4.16, г) принимают коэффициент для лобового шва. [c.158]

При расчете приведенных местных условных упругих напряжений от механических и температурных нагрузок в сварных соединениях с неполным проплавлением, выполняемых аустенитными электродами и используемых для присоединения элементов антикоррозионных рубашек, эффективный коэффициент концентрации осевых напряжений любой категории [c.64]

В работе [86] была исследована циклическая прочность двух типов сварных листовых соединений аргонодуговая сварка встык с присадкой и контактная шовная сварка встык с двусторонними накладками. Испытание образцов велось плоским симметричным изгибом. Разрушение образцов происходило по месту сплавления металла шва с основным металлом, т. е. по месту конструктивного концентратора напряжений. Для того чтобы оценить раздельно роль внешних концентраторов и роль самой сварки ( внутренний концентратор) на усталостную прочность сварных соединений титана, были определены пределы выносливости образцов без усиления и накладок, которые перед циклическим нагружением срезались. В этих испытаниях определено снижение циклической прочности только в результате действия структурных или внутренних концентраторов. Как видно из рис. 69, на котором представлены основные результаты работы, предел выносливости таких образцов оказался еш,е более низким, чем у образцов с усилением эффективный коэффициент внутренней концентрации для аргонодуговой и контактной сварки оказался соответственно 1,74 и 3,25. Все образцы этих серий разрушались по шву. Сопоставление усталостной прочности сварных соединений титана с подобными соединениями других металлов (стали, алюминиевые сплавы) показало, что они имеют близкие значения отношений предела усталости сварного соединения и основного металла. Эксперименты показали, что пределы усталости стыковых соединений титановых листов при изгибе, выполненных ручной аргонодуговой сваркой и контактной сваркой, составляют соответственно 77 и 65% от усталостной прочности основного металла причем снижение предела выносливости идет в основном за счет внутренних структурных дефектов сварного шва. [c.150]

Эффективный коэффициент концентрации напряжений ка зависит от многих факторов. Большое значение имеет форма поперечного сечения составлена ли балка из штампованных листов, прокатных профилей или из четырех сваренных между собой листов. В зависимости от этого кс может колебаться от 2 до 4 и выше. Важно, как осуществляется связь поперечных балок с боковинами. Коэффициент ка будет меняться в зависимости от соотношения жесткостей элементов, образующих узел, от конструктивного его оформления. Желательно, чтобы узел и примыкающие элементы не требовали усиливающих деталей. Нецелесообразно сочетать сравнительно толстостенные литые балки и тонкостенные штампованные боковины. Коэффициент к а существенно зависит от качества сварных швов. Влияние непроварен-ного шва эквивалентно резкому изменению сечения. Проф. В. Б. Медель полагает, что при изготовлении боковин и поперечных балок из штампованных профилей и хорошо продуманного их соединения можно принять ка= 3. [c.113]

Следовательно, при оценке влияния пористости на прочность сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках, определяющим фактором должна являться концентрация, вызванная геометрической ( рмой шва. Если теоретический коэффициент концентрации напряжений формы шва К будет больше коэффициента концентрации, вызванной порами, Кп, то в этом случае пористость не снижает несущую способность конструкции, что видно из табл. 1, где даны эффективные коэффициенты концентрации напряжений Кв стыковых соединений АМгб с различной степенью пористости. [c.162]

Характерно то обстоятельство, что чем выше коэффициент концентрации напряжений в сварном соединении, тем более эффективно применение пцверхностиой обработки швов. [c.236]

В основу нормативов НИИ мостов положена методика канд. техн. наук Б. Н. Дучинского, рекомендованная им для расчетов на выносливость сварных соединений стальных пролетных строений железнодорожных мостов [12], [13]. Коэффициент 7 по этой методике определяется в зависимости от величины не только характеристики цикла р, но также —эффективного коэффициента концентрации напряжений и С—коэффициента режима изменения нагрузки. В общем виде формула Б. Н. Дучинс- [c.221]

Соединения с лобовыми швами. Эти соединения обладают очень резкой концентрацией напряжений, вызывающей существенное снижение пределов выносливости. В табл. 5 и на рис. 5 приведены значения пределов выносливости соединений с накладками из стали марки М16С. Там же приведены величины эффективных коэффициентов концентрации, вычисленные как отношение предела выносливости образца из основного металла к пределу выносливости сварного соединения. При соотношении катетов 1 1 и отсутствии механической обработки предел выносливости соединения с накладками в 2,5 раза ниже, чем у образца из основного металла (см. табл. 5). [c.367]

Отличие этой формулы от основной, применяемой для расчета на выносливость деталей машин (стр. 13), заключается в том, что коэффициент отнесен не только к переменной, но и к постоянной составляющей напряжений. Это сделано потому, что по опытным данным для сварных соединений с умеренной концентрацией напряжений коэффициент гладких и надрезанных образцов одинаков и эффективный коэффициент концентрации, выч11сленный по подобным циклам, не зависит от асимметрии цикла. [c.85]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...