Распределение напряжений в сварных соединениях

При определении напряжений в сварных швах лопатки в расчете учитывается только металл сварки, заполняющий сечение лопатки. В действительности распределение напряжений в сварном соединении значительно сложнее. [c.359]

Рис. 4.15. Распределение напряжений в сварных соединениях различных типов

Распределение напряжений в сварных соединениях [c.38]

Глава П1. Экспериментальные данные о распределении напряжений в сварных соединениях. .......................43 [c.171]

Фиг. 32. Распределение напряжений в сварном соединении при работе металла в упруго-пластической области.

Концентрация напряжений в соединениях внахлестку. Концентрация напряжений вследствие неравномерной работы спая по блине. Распределение касательных напряжений q по длине нахлестки в направлении действия сил происходит неравномерно и почти аналогично распределению напряжений в сварных фланговых швах. Для соединения двух изделий с равными площадями поперечных сечений F (рис. 3) наибольшее значение q на единицу длины паяного шва в концевых точках определяется следуюш,им уравнением [6] j [c.291]

По продолжительности существования собственные напряжения бывают временные, которые существуют только во время сварки, и остаточные, сохраняющиеся устойчиво в течение длительного периода после сварки. Распределение остаточных напряжений в сварных соединениях весьма разнообразно и трудно поддается регламентации и четкой классификации. Более или менее стабильный характер имеют остаточные собственные напряжения вдоль швов, в первую очередь стыковых (рис. 22). Для большинства сплавов в сварном шве величина наиболее опасных растягивающих остаточных напряжений достигает значения предела текучести и иногда превышает его. [c.39]

Рис, 4. Схема распределения продольных остаточных напряжений в сварном соединении [c.408]

Факторы, вызывающие концентрацию напряжений в сварных соединениях, очень многочисленны нерациональная форма конструкции, например, наличие резких изменений размеров, вызывающих искривления напряжений силовых потоков применение таких видов соединений, в которых распределение усилий происходит неравномерно, как, например, в длинных фланговых швах нерациональное очертание швов, не обеспечивающее плавного сопряжения наплавленного и основного металла, а главное — дефекты в швах в форме непроваров, трещин, включений и т. д. [c.596]

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]

Остаточные сварочные напряжения. Распределение остаточных напряжений в сварных соединениях разнородных сталей непосредственно после сварки не отличается от обычно наблюдаемого в однородных сварных соединениях (рпс. 7). Основным источником возникновения сварочных напряжений является в обоих случаях неравномерность разогрева изделия и жесткость соединяемых деталей. Различие характеристик термического расширения может не учитываться при оценке поля остаточных напряжений в изделии. В связи с этим сварные соединения из разнородных сталей, не подвергающиеся отпуску поело сварки и работающие прп комнатной иди сравнительно умеренных температурах до 200—300°С (в зависимости от жесткости изделия), могут рассматриваться как обычные сварные конструкции из однородных сталей с неснятыми сварочными напряжениями. [c.200]

Изменение формы элементов конструкций, которое возможно районе сварных соединений, нарушает условия распределения в них силового потока и приводит к местной концентрации напряжений. Степень концентрации напряжений в сварных соединениях зависит от их конструктивного оформления. Наличие резких изменений формы создает высокую концентрацию напряжений. [c.38]

Фиг. 11. Распределение напряжений в сварном стыковом соединении

На основании приведенных данных можно отметить, что условия распределения напряжений в сварном стыковом соединении являются значительно более благоприятными, чем в клепаном соединении. Коэффициент концентрации напряжений клепаного соединения равен КкА = тогда как в сварном соединении он даже в самом [c.43]

Г50 100 50 О 50 ЮО 150 200 т Фиг, 20. Распределение касательных напряжений в сварных соединениях при различной длине продельных швов /1 = 200 мм = ЗСО мм /3 = 400 мм. [c.51]

Возможность хрупкого разрушения возрастает с увеличением размеров деталей и усложнением их формы и особенно с повышением уровня остаточных напряжений в сварных соединениях. Для использования упомянутого метода расчета необходимо уточнение основных параметров предельного состояния при хрупком разрушении, связанных с формой детали и распределением остаточных напряжений. [c.352]

Рис. 1.32. Распределение но ширине пластины продольных остаточных напряжений в сварных соединениях из различных сплавов

Рис. 3. Распределение остаточных напряжений в сварных соединениях сталей, испытывающих структурные превращения при низких температурах

Остаточные напряжения в сварных соединениях аустенитных сталей, алюминиевых и титановых сплавов, не испытывающих структурных превращений (рис. 6-6, а, кривая 1), по характеру распределения аналогичны малоуглеродистым сталям. Однако, если в малоуглеродистых и аустенитных сталях максимальные [c.143]

Современные представления о распределении собственных напряжений в сварных соединениях сложились на основе экспериментальных и расчетных данных. Поля этих напряжений крайне многообразны и изменчивы от случая к случаю. Наиболее стабильный характер имеют остаточные напряжения вдоль швов В образцах толщиной до 15—20 мм, сваренных за 1—3 прохода плавлением, структурные превращения в которых завершаются при высоких температурах, распределение напряжений имеет вид, показанный на рис. 7.11. В низкоуглеродистых и аустенитных сталях максимальные напряжения наблюдаются в шве и вблизи него. Они примерно равны пределу текучести. В титановых и алюминиевых сплавах максимальные напряжения могут составлять (0,5 0,8) а иногда и ниже. Более высокие напряжения возникают при сварке мощными источниками с высокой скоростью. В зоне, несколько меньшей зоны пластических деформаций, действуют растягивающие напряжения. За пределами этой зоны напряжения обычно сжимающие и мало меняются по ширине пластины. Из-за искривления пластин во время сварки или от изгиба напряжения Ох вдалеке от оси шва могут быть близкими к нулю или даже растягивающими. [c.200]

С позиций этих гипотез в СССР и за рубежом были проведены многочисленные исследования, позволившие углубить представления о кинетике превращения аустенита [97, 100, 101, 130, 158, 183, 213], о процессах развития деформаций и напряжений при сварке легированной стали [82, 85, 88, 89], характере распределения водорода в сварных соединениях и его относительной роли в образовании трещин [101, 130, 131, 211, 215, 216]. В этих работах получила развитие главным образом закалочная гипотеза. Было показано, что водород в общем случае не определяет склонности стали к образованию холодных трещин. Одновременно закалочная гипотеза развивалась и в исследованиях по термообработке стали [217]. [c.203]

П. А. Мельников. Влияние типа электродов на распределение остаточных напряжений в сварных соединениях. — Автогенное дело, № 3, 1952, стр. [c.301]

Существуют различные экспериментальные и расчетные методы определения ОСН и деформаций. Комплексное исследование ОСН расчетными и экспериментальными методами, сопоставление соответствующих данных позволяют судить о достоверности получаемых значений и характере распределения остаточных напряжений (ОН) в сварном соединении. Кроме того, появляется возможность оценить корректность и приемлемость принятых в расчетах допущений. В связи с этим в данном разделе рассматриваются основные расчетные и экспериментальные методы определения ОСН и выявляются преимущества и недостатки, присущие каждой группе методов. [c.269]

К преимуществам клеевых соединений по сравнению с заклепочными, сварными, болтовыми и другими видами соединений относятся возможность соединения разнородных материалов, более равномерное распределение напряжений в соединениях, повышенная сопротивляемость вибрационным нагрузкам, возможность изготовления облегченных деталей и конструкций из тонких листов, исключение операций изготовления отверстий под механические крепления и соответственно упрощение и ускорение процессов сборки, большая прочность клееных конструкций, снижение веса изделий, получение клееных изделий с ровной и гладкой внешней поверхностью, исключение ослабления связываемых элементов отверстиями, герметичность соединений, получение коррозионностойких соединений, получение выгодных по прочности и весу многослойных конструкций с заполнителями, их экономичность. [c.405]

Сварные соединения, как и заклепочные, условно рассчитывают в предположении равномерности распределения напряжений по сечению шва. В табл. 12 приведены некоторые значения допускаемых напряжений для сварных соединений. Данные этой таблицы могут быть использованы только для конструкций, изготовленных из СтЗ. [c.223]

Причинами возникновения сварочных напряжений являются неравномерность распределения температуры при сварке и жесткость свариваемых элементов, препятствующая свободному развитию тепловых деформаций и вызывающая возникновение пластических деформаций. При сварке закаливающихся сталей на развитие сварочных напряжений влияют также структурные превращения в шве и зоне термического влияния, сопровождающиеся изменением объема. В сварных соединениях разнородных сталей проведение термической обработки приводит к появлению нового вида термических внутренних напряжений, обусловленных разностью коэффициентов линейного расширения свариваемых деталей (п. 5 главы II). [c.59]

На склонность к образованию коррозионных трещин существенно влияют среда, давление и температура, физико-химические свойства металла, величина и характер распределения растягивающих напряжений и т. п. Коррозионное растрескивание низкоуглеродистых и низколегированных сталей наблюдается в щелочных растворах, особенно при температурах выше 40 °С. В этом случае растрескивание происходит при растягивающих напряжениях, близких к пределу текучести. В сварных соединениях трещины образуются чаще всего в зоне максимальных остаточных напряжений, в дефектах формы [c.11]

В зависимости от характера распределения значений электродных потенциалов в сварном соединении возможны случаи, когда шов является катодом, коррозии в этом случае подвергается основной металл (рисунок 3).Второй случай, когда шов является анодом, наиболее опасный, так как приводит к локальному растворению шва и образованию концентратора напряжений. Управлять электрохимической неоднородностью, а, следовательно, стойкостью сварного [c.8]

Деформации, напряжения и перемещения относятся к сопутствующим сварочным процессам, оказывающим отрицательное воздействие на конструкцию в процессе ее изготовления и в последующем, снижая ее эксплуатационные характеристики, ухудшая качество. Так, напряжения в сварной конструкции уменьшают величину усталостной прочности, особенно если в сварном соединении имеется концентратор напряжений. В реальных конструкциях роль надреза, т. е. концентратора напряжений, может выполнять непровар, трещина и т. п. Форма шва также определяет характер распределения напряжений наличие усиления сверху и снизу шва вызывает в месте перехода от шва к основному металлу концентрацию напряжений. [c.498]

Нахлесточные соединения выполняют лобовыми, фланговыми косыми и комбинированными швами (рис. 112). Величина нахлестки с должна быть не менее 46. В соединениях с лобовыми швами имеет место резкая концентрация напряжений как за счет изменения направления силового потока при передаче усилия от полосы к полосе, так и за счет конфигурации шва. Распределение напряжений в лобовом шве в зависимости от его конфигурации показано на рис. 113,6 (1). За единицу принята величина напряжения растяжения в сечении детали. Установлено, что если площадь сечения накладок будет превышать в два раза площадь соединяемых элементов и сварные швы будут иметь увеличенные размеры с соотношением катетов 1 4 (см. рис. 113, в), то по условиям работы такое соединение приблизится к стыковому соединению [16]. [c.365]

Рис. 7. Сварное соединение втавр Рис. 8. Распределение напряжений в соедине-

Конструкции сварных соединений и распределение напряжений в них [c.69]

Рис. 17,8. Схема процесса а и распределение остаточных сварочных напряжений стали СтЗ б в сварном соединении

В сварных соединениях распределение напряжений неравномерно, имеет место их концентрация, т. е. образование значительных напряжений на участках малой протяженности, оцениваемое коэффициентом концентра- [c.524]

Разрушение конструкций чаще всего начинается от дефектов, возникающих в сварном соединении или основном металле. Влияние дефектов на свойства сварных соединений определяется величиной и формой дефектов, частотой их повторения, материалом конструкций, условиями эксплуатации и характером нагрузки. Опасность дефектов наряду с влиянием их собственных характеристик зависит от множества конструктивных и эксплуатационных факторов. Так, влияние дефектов, представляющих собой концентраторы напряжений, во многом будет зависеть от распределения остаточных и рабочих напряжений, возникающих в процессе эксплуатации. [c.240]

Распределение напряжений в сварных соединениях термопластов исследуют поляризационно-оптическим методом, основанным на свойстве большинства прозрачных материалов иод действием нагрузки становиться двояко-иреломляющими. [c.65]

Разнообразные примеры распределения напряжений в сварных соединениях, которые дают представление о закономерностях концентрации напряжений, рассмотрены в гл. 2. В 2 настоящей главы рассмотрены стандартные методы определения свойств сварных соединений, в которых в основном используются образцы без острых надрезов. В ряде случаев необходимо оценивать сопротивляемость металла разрушению на образцах с острыми надрезами. Прежде чем излагать методы и характеристики оценки сопротивляемости металлов разрушению в присутствии концентратора, ле(й-ходимо ознакомиться с критериями и понятиями, которыми принято описывать напряженно-деформнрованног состояние металла в таких случаях. [c.113]

Рассмотренный кратко термодеформационный цикл сварки, обусловливая появление уравновешенных упругих деформаций в зоне сварного соединения, приводит к возникновению остаточных сварочных напряжений в сварном соединении. В зонах, где должны происходить деформации сжатия, возникают растягивающие остаточные напряжения, а уравновешивающие их сжимающие напряжения соответственно появляются в зонах с деформацией растяжения. На величину и распределение остаточных напряжений кроме неравномерных деформаций изменения объема металла при охлаждении оказывают влияние и объемные изменения, протекающие ниже температуры распада аустенита. Эти изменения у различных сталей протекают по-разиому и зависят от содержания в стали углерода и легирующих элементов. На рис. 4 представлена схема распределения остаточных напряжений в сварном соединении. Уровень напряжений и размеры растянутых и сжатых зон зависят от условий сварки и состава свариваемой стали. По данным табл. 2 можно судить о роли состава стали в возникновении остаточных напряжений в сварном соединении. Экспериментально определенные величина и распределение остаточных напряжений в сварных соединениях труб с толщиной стеики 30—36 м.м из стали 15ХМ, выполненных ручной дуговой сваркой с получением металла шва близкого состава, приведены на рис. 5. [c.408]

В данной главе приводятся также общая характеристика прочности и распределение напряжений в сечениях для швов различных типов. Эти сведения могут быть полезными при проектировании сварных соединений. Подробнее о распределении напряжений в сварных швах изложено в работе [161 значения концентраций напряжений приведены в [1, 161 теоретическому определению сварочных напряжений посвящены монография (161 общим вопросам проектирования сварных конструкций — работа [22]. Перечисленные вопросы представляют интерес при оценке усталостной прочности соединений в случаях, если они подвергаются многацикловым нагружениям [1, 26]. [c.363]

При комбинированном соединении с фланговыми и лобовыми швами (рнс. 4.15, б) распределение напряжений в -сварных швах и соединяемых деталях отличается от предыдуш,его (случая. В этом случае величина папряжений также зависит от размеров и длины сварных швов, расстояния между швами и толщины соединяемых деталей. Несмотря па отличие распределения напряжений по сравнению с предыдущим случаем, максимальное напряжение и поведение соединения при переменных нагрузках не очень >оильно отличаются от соответствующих характеристик соединения с одними фланговыми швами. Существенная разница может иметь место только при тщательном выборе размеров соединения. [c.72]

При закручивании таких стержней напр-яжения распрёделяются весьма неравномерно по сечению. Особенно неблагоприятно распределение напряжений в местах соединения лонжеронов с поперечинами. Основной причиной выхода рамы из строя являются усталостные разрушения лонжеронов и поперечин в местах наибольшей концентрации напряжений, а именно, в местах крепления поперечин к лонжерону, при этом разрушения обычно начинаются от отверстий под заклепками. Этим объясняется стремление к созданию сварных конструкций рам, обладающих большей усталостной прочностью. [c.324]

На рис. 3.2 показано распределение относительных продольных усилий q z) =q(z)jg по длине соединений двух стальных листов, изгиб шва в расчете не учитывается. Значения q(z) и вычислялись по формулам (2.13), (2.17) и (3.1). В широко распространенном соединении на рис. 3.2, а напряжения в середине невелики, штриховыми линиями показано распределение напряжений в соединении абсолютно жестких листов. Увеличение длины соединения повышает иеравномерность распределения напряжений. Последнее наглядно иллюстрирует зависимость коэффициента концентрации нагрузки в сварном соединении от его относительной длины Ijk (здесь k — катет шва, рис. 3.3). Штриховые линии на этом рисунке относятся к соединению, показанному на рис. 3.2, б. [c.42]

Под составной конструкцией понимается такая конструкция, в которой передача растягивающей силы осуществляется несколькими силовыми элементами, параллельно включенными в силовую схему н соединенными между собой в продольном направлении заклепками, болтами или клеем. Последовательность разрушения элементов составной конструкции определяется размерами трещин в силовых элементах и распределением напряжений в них. Так как продольные стыковочные швы не обеспечивают сплошность среды между составными элементами (за исключением непрерывных сварных швов), то элементы с трещинами разрушаются в соответствии с критерия-ми механики разрушения (Л , Xi ), а элементы без трещин разрушаются при напряжениях, равных Ofloo. [c.424]

Наиболее опасными элементами современных промысловых и магистральных трубопроводов и нефтехранилищ являются их сварные соединения. Наряду с остаточными термическими напряжениями после сварки в швах могут образоваться различные технологические дефекты (непровары, подрезы, газовые поры, шлаковые включения и др.), создающие условия для возникновения концентрации напряжений. В дополнение к сложным статическим и циклическим эксплуатационным нагрузкам (под действием собственного веса и технологической среды, тепловых расширений, цикличности рабочего давления и температуры, неравномерности распределения температуры и воздействия коррозии и т.д.) могут действовать неучтенные нагрузки, например из-за нарушения расчетного состояния опорно-подвесной системы, защемления отдельных участков конструкции, просацки фундамента и т. п. В результате прежде всего в сварных соединениях возникают повреждения, которые развиваются по механизму усталости, ползучести, коррозии, дисперсионного охрупчивания при повторном нагреве, водородного охрупчивания. [c.119]

В настоящее время накоплен обширный экспериментальный материал по данным испытания различных легированных сталей, например марганцевых, кремниевомарганцевых, хромомолибденовых, с применением количественных (ИМЕТ-4, ЛТП МВТУ) и технологических проб (Рива, TS, крестовая). При этом для каждой из систем легирования изучено влияние содержания различных легирующих элементов (С, Мп, Si, Сг, Мо, В и др.) и вредных примесей (S, Р и др.) на сопротивляемость образованию холодных трещин, и определены эмпирические зависимости эквивалента углерода, устанавливающие допустимые соотношения между элементами, входящими в состав сталей. Эти соотношения не имеют универсального характера, так как зависят от ряда факторов, например конструкции сварного соединения и его жесткости, структурного класса присадочного или электродного материалов, способа и режимов сварки. Эти факторы изменяют не только уровень напряжений и характер их распределения в сварных соединениях, но и кинетику структурных изменений, степень развития химической неоднородности по границам зерен околошовной зоны вблизи линии сплавления со швом, содержание водорода и другие особенности, обусловливающие образование холодных трещин при сварке. Наиболее существенны при прочих равных условиях жесткость соединения и структурный класс металла шва. В связи с этим использование данных об эквивалентах углерода ограничивается обычно частными случаями, связанными с предварительными сравнительными оценками различных плавок стали или способов их выплавки в исследовательских целях. После этого, как правило, проводятся испытания стали с помощью технологических проб, в наибольшей степени соответствующих реальным условиям сварки конструкции соединений и технологическим факторам. [c.174]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...