Повышение прочности сварных соединений при переменных напряжениях

К.З. ПОВЫШЕНИЕ ПРОЧНОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯ ПРИ ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЯХ [c.273]

Методы повышения прочности сварных соединений при переменных нагрузках. Влияние остаточных напряжений [c.144]

Прочность сварного соединения зависит от свариваемости материала, совершенства технологического процесса и характера действующих нагрузок (постоянные или переменные). Сварочные температурные деформации вызывают остаточные напряжения в соединениях, которые не оказывают заметного влияния на статическую прочность, если основной и наплавленный металл сохраняют пластические свойства. Поэтому стремятся подбирать такие материалы, которые обладали бы повышенной пластичностью и не теряли ее после сварки. [c.369]

При усталостных испытаниях сварных соединений установлена повышенная чувствительность алюминиевых сплавов к концентрации напряжений. Однако при обеспечении плавного перехода от шва к основному металлу прочность сварных соединений при переменных нагрузках практически такая же, как и самого сплава. [c.141]

Усталостные испытания сварных соединений с фланговыми швами, общим числом более 200, показали, что одними из главных факторов, определяющих прочность соединения при переменных напряжениях, являются относительные размеры и взаимное расположение элементов соединения. Исчерпывающее сравнение различных соединений выполнить затруднительно из-за изменения в широких пределах размеров соединений, длины сварных швов и данных материала. Однако несколько небольших серий испытаний позволили получить сравнительные данные, показывающие влияние на сопротивление усталостному разрушению отношения ширины соединяемых элементов или расстояния между фланговыми швами к длине швов. Результаты испытаний соединений со сварными швами длиной 102 мм (рис. 8.1, а) и различной шириной внешних пластин образца приведены в табл. 8.2. Из этих данных следует, что при неизменном уровне переменного напряжения во внешних пластинах число циклов до разрушения уменьшается при увеличении ширины этих пластин. Это отчасти объясняется тем, что при данной толщине пластины и данном значении переменного напряжения увеличение ширины пластины приводит к увеличению силы, передаваемой через сварные швы, и, следовательно, к повышению местных напряжений в основном материале у концов угловых швов, где происходит разрушение образца. [c.175]

Описываемые испытания проводились при различных циклах напряжения, что позволило построить диаграммы предельных напряжений как для напряжений в основном материале, так и для напряжений в сварном шве (рис. 8.6). Из этих диаграмм видно, что предел выносливости пластин, сваренных комбинированными фланговыми и лобовыми швами, значительно ниже предела выносливости материала сварных швов. При проектировании такого рода соединений необходимо стремиться обеспечить достаточно большую длину сварных швов и такое их расположение, при котором получилось бы благоприятное распределение напряжений в основном материале, способствующее повышению предела выносливости. Иногда считают, что равнопрочная конструкция соединения, при которой вероятность усталостного разрушения по основному материалу и по сварному шву одинакова, обязательно обеспечивает максимальное значение предела выносливости. Усталостные испытания образцов соединений показывают, что это положение не всегда верно. Во многих случаях дальнейшее увеличение длины или сечения сварных швов за пределами равнопрочности соединения приводило к более выгодному распределению напряжений в основном материале и к повышению прочности соединения при переменных напряжениях. Такая возможность повышения прочности не учитывается действующими рекомендациями и проектированию сварных соединений и не отражена в принятых значениях допускаемых напряжений. [c.202]

Пределы выносливости сварных соединений низколегированных сталей обычной и повышенной прочности практически не отличаются от соответствующих пределов выносливости соединений низкоуглеродистых сталей (см. гл. П). Вследствие этого линии предельных переменных напряжений, относящиеся к различным сталям, совпадают и каждая из этих линий является продолжением предыдущей, отражающей выносливость соединения менее прочного материала (рис. 3). При этом, как уже отмечалось ранее, наклонные части диаграмм параллельны лучу / = + . [c.117]

Увеличение усиления шва приводит к повышению коэффициента концентрации напряжений в наиболее опасном сечении сварного стыкового соединения, расположенном на границе перехода от шва к основному металлу. Поэтому для многих конструкций, работа которых происходит в условиях действия переменной нагрузки, подобное усиление в действительности приводят к значительному ослаблению. К этому надо добавить, что никакой необходимости в увеличении толщины шва (в конструкциях из малоуглеродистой и низколегированной стали) не должно возникать еще и потому, что механическая прочность металла шва при современных условиях производства не уступает механической прочности основного металла, вследствие чего допускаемые напряжения на металл шва устанавливаются теперь равными допускаемым напряжениям на основной металл. [c.39]

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]

Снятие сварочных напряжений с помощыо аргоно-дуговой обработки. Одной из мер снятия сварочных напряжений является расплавление участка перехода от шва к основному металлу неплавящимся электродом в аргоне (рис. 4-26). При этом нарушается равновесие внутренних сил напряженного поля вследствие перехода части металла в жидкое и пластическое состояние. Естественно, что при кристаллизации расплавленного металла будут вновь возникать напряжения, однако они сравнительно малы, так как количество этого металла во много раз меньше, чем металла шва. Расплавление небольшого количества основного металла и металла шва приводит к уменьшению напряжений на 60—70 %. Получаемый при этом плавный переход от шва к основному металлу способствует значительному повышению прочности сварных соединений при переменных нагрузках (рис. 4-27). [c.169]

Ряд статей сборника носвящен прочности и пластичности сварных соединений роли остаточных напряжений, деформаций и дефектов при оценке качества сварных конструкций, работающих в условиях двухосного нагружения возможной потери устойчивости при переменных нагрузках и в коррозионных средах. Значительное внимание уделено рациональньт способам устранения недостатков сварных соединений и конструкций, повышению их прочности, пластичности, жесткости. В особенности это относится к конструкциям из листовых высокопрочных материалов и цветных сплавов. [c.3]

В СССР и за рубежом продолжают производиться многочисленные исследования по установлению взаимосвязи между усталостной прочностью сварных конструкций и формой соединений, технологическим процессом сварочных работ, материалом и применением дополнительной механической обработки. В частности, по рекомендации ЦНИР1Са Минтрансстроя механическая обработка производится для обеспечения плавного сопряжения швов с основным металлом ЦНИИТМАШ рекомендует поверхностную обработку сварных швов с целью образования в них остаточных напряжений сжатия, способствующих повышению сопротивляемости под переменными нагрузками. [c.294]

Механическая обработка стыковых швов или наведение в районе сварных соединений сжимающих остаточных напряжений существенно расширяют область рационального применения сталей повышенной прочности. В тех случаях, когда выносливость элемента определяется не сварным соединением, а основным металлом, имеющим прокатную поверхность, применение высокопрочных сталей становится оправданным во всей области однозначных переменных напряжений (рис. 4). С повышением чистоты обработки металла возрастает разница между соответствующими пределами выносливости низкоуглеродистых, низколегированных и высокопрочных сталей. При этих условиях применение низколегированных и высо- копрочных сталей может оказаться рациональным и в области знакопеременных напряжений. [c.119]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...