第三章角焊缝.pptx
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1、(2)斜角角焊缝斜角角焊缝对于对于135135o o或或606mmt6mm时,时,h hf,maxf,maxt-(1t-(12)mm2)mm;hf ft t1 1t2 2、最小焊脚尺寸、最小焊脚尺寸hf,min 为了避免在焊缝金属中由于冷却速度快而产生淬为了避免在焊缝金属中由于冷却速度快而产生淬硬组织,导致母材开裂,硬组织,导致母材开裂,hf,min应满足以下要求应满足以下要求:式中式中:t t2-较厚焊件厚度较厚焊件厚度 另另:对于埋弧自动焊对于埋弧自动焊hf,min可减去可减去1mm;对于对于T型连接单面角焊缝型连接单面角焊缝hf,min应加上应加上1mm;当当t t24mm时时,hf,m
2、in=t=t23.3.侧面角焊缝的最大计算长度侧面角焊缝的最大计算长度 侧面角焊缝在弹性工作阶段沿长度方向受力不均,侧面角焊缝在弹性工作阶段沿长度方向受力不均,两端大而中间小。焊缝长度越长,应力集中系数越大。两端大而中间小。焊缝长度越长,应力集中系数越大。如果焊缝长度不是太大,焊缝两端达到屈服强度后,如果焊缝长度不是太大,焊缝两端达到屈服强度后,继续加载,应力会渐趋均匀;当焊缝长度达到一定的继续加载,应力会渐趋均匀;当焊缝长度达到一定的长度后,可能破坏首先发生在焊缝两端,故:长度后,可能破坏首先发生在焊缝两端,故:注注:1 1、当实际长度大于以上值时,计算时不与考虑;、当实际长度大于以上值时,
3、计算时不与考虑;2 2、当内力沿侧焊缝全长分布时,不受上式限制。、当内力沿侧焊缝全长分布时,不受上式限制。4.4.侧面角焊缝的最小计算长度侧面角焊缝的最小计算长度 对于焊脚尺寸大而长度小的焊缝,焊件局部加热对于焊脚尺寸大而长度小的焊缝,焊件局部加热严重且起落弧坑相距太近,以及可能产生缺陷,使焊严重且起落弧坑相距太近,以及可能产生缺陷,使焊缝不可靠。故为了使焊缝具有一定的承载力,规范规缝不可靠。故为了使焊缝具有一定的承载力,规范规定:定:5.搭接连接的构造要求搭接连接的构造要求 当板件端部仅采用两条侧面角焊缝连接时:当板件端部仅采用两条侧面角焊缝连接时:A、为了避免应力传递的过分弯折而使构件中应
4、力、为了避免应力传递的过分弯折而使构件中应力 不均,规范规定:不均,规范规定:B、为了避免焊缝横向收、为了避免焊缝横向收 缩时引起板件的拱曲缩时引起板件的拱曲 太大,规范规定:太大,规范规定:t1t2bD.在在搭接连接中,搭接长度不得小于焊件较小厚度搭接连接中,搭接长度不得小于焊件较小厚度 的的5倍,且不得小于倍,且不得小于25mm。C.当角焊缝的端部位于构件转角处时,应作当角焊缝的端部位于构件转角处时,应作2h2hf f的的绕绕 角焊角焊,且转角处必须连续施焊。,且转角处必须连续施焊。b2hf ft1t2三、直角角焊缝的强度计算公式 1 1、试验表明,直角角焊缝的破坏常发生在试验表明,直角角
5、焊缝的破坏常发生在喉部喉部,故通常将,故通常将4545o o截面作为计算截面截面作为计算截面(不计凸度和溶深),作用在该截面上不计凸度和溶深),作用在该截面上的应力如下图所示(假定轴心力作用下应力分布均匀):的应力如下图所示(假定轴心力作用下应力分布均匀):hfhehh1h2dehelw w2 2、实际上计算截面的各应力分量的计算比较繁难,实际上计算截面的各应力分量的计算比较繁难,为了简化计算,规范假定:为了简化计算,规范假定:焊缝在有效截面处破坏焊缝在有效截面处破坏,且各应力分量满足以下折算应力公式且各应力分量满足以下折算应力公式:3 3、由于我国规范给定的角焊由于我国规范给定的角焊缝强度设
6、计值,是根据抗剪条缝强度设计值,是根据抗剪条件确定的故上式又可表达为:件确定的故上式又可表达为:式中:式中:-焊缝金属的抗拉强度焊缝金属的抗拉强度 helw w4 4、直角角焊缝的强度计算公式:直角角焊缝的强度计算公式:NNyNx f=fh he elw w45O45Oh hf f将将3 33 3、3 34 4式,代入式,代入3 32 2式得:式得:将将3 33 3、3 34 4式,代入式,代入3 32 2式得:式得:式式3 35 5即为,规范给定的角焊缝强度计算通用公式即为,规范给定的角焊缝强度计算通用公式f f正面角焊缝强度增大系数;正面角焊缝强度增大系数;静载时取静载时取1.221.22
7、,动载时取,动载时取1.01.0。对于正面角焊缝,对于正面角焊缝,f f=0=0,由,由3 35 5式得:式得:对于正面角焊缝,对于正面角焊缝,f f=0=0,由,由3 35 5式得:式得:对于侧面角焊缝,对于侧面角焊缝,f f=0=0,由,由3 35 5式得:式得:以上各式中:以上各式中:h he e=0.7h=0.7hf f;lw w角焊缝计算长度,考虑起灭弧缺陷时,每条焊缝取其角焊缝计算长度,考虑起灭弧缺陷时,每条焊缝取其 实际长度减去实际长度减去2h2hf f。四、各种受力状态下的直角角焊缝连接计算四、各种受力状态下的直角角焊缝连接计算1 1、轴心力作用下、轴心力作用下(1)(1)轴心
8、力作用下的盖板对接连接轴心力作用下的盖板对接连接:A A、仅采用侧面角焊缝连接:仅采用侧面角焊缝连接:B B、采用三面围焊连接:、采用三面围焊连接:NNlw wlw w(2)(2)T形角焊缝连接形角焊缝连接N Nx xN Ny yN NN N代入式代入式3-53-5验算焊缝强度,即验算焊缝强度,即:(3)(3)角钢角焊缝连接角钢角焊缝连接A A、仅采用侧面角焊缝连接、仅采用侧面角焊缝连接由力及力矩平衡得由力及力矩平衡得:故故:Ne1e2bN1N2xxlw1w1lw2w2对于校核问题对于校核问题:对于设计问题对于设计问题:Ne1e2bN1N2xxlw1w1lw2w2B B、采用三面围焊采用三面围
9、焊由力及力矩平衡得由力及力矩平衡得:余下的问题同情况余下的问题同情况A,即,即:Ne1e2bN1N2xxN3lw1w1lw2w2对于校核问题对于校核问题:对于设计问题对于设计问题:Ne1e2bN1N2xxN3lw1w1lw2w2C C、采用、采用L L形围焊形围焊代入下式代入下式3-203-20,3-213-21得得:Ne1e2bN1xxN3lw1w1C C、采用、采用L L形围焊形围焊代入下式代入下式3-203-20,3-213-21得得:对于设计问题对于设计问题:Ne1e2bN1xxN3lw1w12 2、N、M、V共同作用下共同作用下(1(1)偏心轴力作用下角焊缝强度计算偏心轴力作用下角焊
10、缝强度计算NeNx xNy yMANxNxM MNyNyh he eh he et t(2)V、M共同作用下焊缝强度计算共同作用下焊缝强度计算h1fAfAfBfBf f对于对于A点:点:式中:式中:I Iw w全部焊缝有效截面对中和轴的惯性矩;全部焊缝有效截面对中和轴的惯性矩;h h1 1两翼缘焊缝最外侧间的距离。两翼缘焊缝最外侧间的距离。xxh h2BBAh1MeFVM对于对于B点:点:强度验算公式:强度验算公式:式中:式中:h h2 2、lw,2w,2腹板焊缝的计算长度;腹板焊缝的计算长度;h he,2e,2腹板焊缝截面有效高度。腹板焊缝截面有效高度。h1f1f1f2f2f fxxh h2
11、BBAh1MVM假定假定:A A、被连接件绝对刚性,焊缝、被连接件绝对刚性,焊缝为弹性,即:为弹性,即:T T作用下被连作用下被连接件有绕焊缝形心旋转的趋接件有绕焊缝形心旋转的趋势;势;B B、T T作用下焊缝群上任意点的作用下焊缝群上任意点的应力方向垂直于该点与焊缝应力方向垂直于该点与焊缝形心的连线,且大小与形心的连线,且大小与r r成成正比;正比;C C、在、在V V作用下,焊缝群上的应作用下,焊缝群上的应力均匀分布。力均匀分布。3、T、V共同作用下共同作用下将将F F向焊缝群形心向焊缝群形心简化得简化得:V=F V=F T=F(e T=F(e1 1+e+e2 2)Fe1e2x0l1l2x
12、xyyAA0TVr故:该连接的设计控制点故:该连接的设计控制点 为为A A点和点和A A点点xxyyrrxryATAxTAxTAyTAyTATA0VyVyh he eT作用下作用下A点应力点应力:将其沿将其沿x x轴轴和和y y轴分解轴分解:e2x0l1l2xxyyAA0TVr剪力剪力V作用下作用下,A,A点应力点应力:A A点垂直于焊缝长度方点垂直于焊缝长度方向的应力为向的应力为:A A点平行于焊缝长度方点平行于焊缝长度方向的应力为向的应力为:强度验算公式:强度验算公式:思考思考:以上计算方法为近似计算,为什么以上计算方法为近似计算,为什么?V VxxyyrrxryATAxTAxTAyTAy
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