第八講 角焊縫的形式和計(jì)算[共35頁(yè)]

1、1、角焊縫的形式,一、角焊縫的形式和受力分析,3.3 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算,直角角焊縫、斜角角焊縫,1）直角角焊縫,2）斜角角焊縫,對(duì)于135o或60o斜角角焊縫,除鋼管結(jié)構(gòu)外,不宜用作受力焊縫,1）側(cè)面角焊縫（側(cè)焊縫,2.直角角焊縫按力和焊縫位置關(guān)系分類(lèi),2）正面角焊縫,3）斜角焊縫,斜焊縫的受力性能介于側(cè)面角焊縫和正側(cè)面角焊縫之間,最小焊腳尺寸hf,min,為了避免在焊縫金屬中由于冷卻速度快而產(chǎn)生淬硬組織，導(dǎo)致母材開(kāi)裂，hf,min應(yīng)滿足以下要求,式中: t2-較厚焊件厚度 另:對(duì)于自動(dòng)埋弧焊hf,min可在上式基礎(chǔ)上減去1mm; 對(duì)于T型連接單面角焊縫hf,min可在上式基礎(chǔ)上加上1mm;

2、 當(dāng)t24mm時(shí), hf,min=t2,二、角焊縫的構(gòu)造,最大焊腳尺寸hf,max,為了避免焊縫處局部過(guò)熱，減小焊件的焊接殘余應(yīng)力和殘余變形，hf,max應(yīng)滿足以下要求,hf,max1.2t1（鋼管結(jié)構(gòu)除外） 式中: t1-較薄焊件厚度,t1,t1,hf,對(duì)于板件邊緣的角焊縫,尚應(yīng)滿足以下要求： 當(dāng) t16mm時(shí)，hf,maxt1； 當(dāng) t16mm時(shí)，hf,maxt1-(12)mm,3.側(cè)面角焊縫的最大計(jì)算長(zhǎng)度,側(cè)面角焊縫在彈性工作階段沿長(zhǎng)度方向受力不均，兩端大而中間小。焊縫長(zhǎng)度越長(zhǎng)，應(yīng)力集中系數(shù)越大。如果焊縫長(zhǎng)度不是太大，焊縫兩端達(dá)到屈服強(qiáng)度后，繼續(xù)加載，應(yīng)力會(huì)漸趨均勻；當(dāng)焊縫長(zhǎng)度達(dá)到一定的

3、長(zhǎng)度后，可能破壞首先發(fā)生在焊縫兩端，故,注： 1、當(dāng)實(shí)際長(zhǎng)度大于以上值時(shí)，計(jì)算時(shí)不與考慮； 2、當(dāng)內(nèi)力沿側(cè)焊縫全長(zhǎng)分布時(shí)，不受上式限制,4.側(cè)面角焊縫的最小計(jì)算長(zhǎng)度,對(duì)于焊腳尺寸大而長(zhǎng)度小的焊縫，焊件局部加熱嚴(yán)重且起落弧坑相距太近，以及可能產(chǎn)生缺陷，使焊縫不可靠。故為了使焊縫具有一定的承載力，規(guī)范規(guī)定,5. 搭接連接的構(gòu)造要求,當(dāng)板件端部?jī)H采用兩條側(cè)面角焊縫連接時(shí)： A、為了避免應(yīng)力傳遞的過(guò)分彎折而使構(gòu)件中應(yīng)力 不均，規(guī)范規(guī)定,為了避免焊縫橫向收縮時(shí)引起板件的拱曲太大，規(guī)范規(guī)定,D. 在搭接連接中，搭接長(zhǎng)度不得小于焊件較小厚度 的5倍，且不得小于25mm,C. 當(dāng)角焊縫的端部位于構(gòu)件轉(zhuǎn)角處時(shí)，

4、應(yīng)作2hf的繞 角焊，且轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊,試驗(yàn)表明側(cè)面角焊縫主要承受剪力，強(qiáng)度相對(duì)較低，塑性性能較好。因外力通過(guò)焊縫時(shí)發(fā)生彎折，故剪應(yīng)力沿焊縫長(zhǎng)度分布不均勻，兩端大中間小，lw/hf越大剪應(yīng)力分布越不均勻,A. 側(cè)面焊縫應(yīng)力分析,三、直角角焊縫的基本計(jì)算公式,應(yīng)力分析,B. 破壞形式,A. 正面焊縫應(yīng)力分析,正面角焊縫受力復(fù)雜，應(yīng)力集中嚴(yán)重，塑性較差，但強(qiáng)度較高，與側(cè)面角焊縫相比可高出35%-55%以上,B. 正面角焊縫的破壞形式,1）假定 試驗(yàn)表明，直角角焊縫的破壞常發(fā)生在喉部，故通常將45o截面作為計(jì)算截面，其面積為 ，作用在該截面上的應(yīng)力如下圖所示假定截面上應(yīng)力沿焊縫計(jì)算長(zhǎng)度均勻分布，

5、破壞時(shí)按截面平均應(yīng)力來(lái)確定其強(qiáng)度，且正面焊縫、側(cè)面焊縫均采用統(tǒng)一強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ffw,h-焊縫厚度、h1熔深 h2凸度、d焊趾、e焊根,強(qiáng)度基本公式推導(dǎo),公式推導(dǎo),條件：雙面角焊縫的型連接，承受軸向力x,y如下圖,實(shí)際上計(jì)算截面的各應(yīng)力分量的計(jì)算比較繁難， 為了簡(jiǎn)化計(jì)算，規(guī)范假定：焊縫在有效截面處破壞，且各應(yīng)力分量滿足以下折算應(yīng)力公式,整理得到,一般強(qiáng)度計(jì)算表達(dá)式,f正面角焊縫強(qiáng)度增大系數(shù)；靜載時(shí)取1.22，動(dòng)載時(shí)取1.0,各種受力狀態(tài)下的直角角焊縫連接計(jì)算,1、軸心力作用下,僅采用側(cè)面角焊縫連接,正面角焊縫或作用力垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的角焊縫,兩個(gè)方向力綜合作用的角焊縫,4）、周?chē)呛缚p,f：側(cè)面

6、焊縫取. 正面焊縫取. 斜焊縫按,講解例題3.3 作業(yè)：3.4、3.5,注：上述所有角焊縫的長(zhǎng)度計(jì)算均須在實(shí)際長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上減去兩倍焊腳尺寸,角鋼角焊縫連接,A、僅采用側(cè)面角焊縫連接,由力及力矩平衡得,故,對(duì)于校核問(wèn)題,對(duì)于設(shè)計(jì)問(wèn)題,B、采用三面圍焊,余下的問(wèn)題同情況A，即,認(rèn)為N3作用在截面高度一半的位置，則由力及力矩平衡得,對(duì)于校核問(wèn)題,對(duì)于設(shè)計(jì)問(wèn)題,C、采用L形圍焊,代入式（3-25）得,對(duì)于設(shè)計(jì)問(wèn)題,5、N、M、V共同作用下,1)偏心軸力作用下角焊縫強(qiáng)度計(jì)算,2) V、M共同作用下(牛腿與拄連接)焊縫強(qiáng)度計(jì)算(例3.6,對(duì)于A點(diǎn),式中：Iw全部焊縫有效截面對(duì)中和軸的慣性矩； h1兩翼緣焊縫最外側(cè)間的距離,認(rèn)為豎向剪力只由腹板上的焊縫承擔(dān)，且應(yīng)力為均勻分布,對(duì)于B點(diǎn),強(qiáng)度驗(yàn)算公式,式中：h2、lw,2腹板焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度； he,2腹板焊縫截面有效高度,假定: A、被連接件絕對(duì)剛性，焊縫為彈性，即：T作用下被連接件有繞焊縫形心旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)； B、T作用下焊縫群上任意點(diǎn)的應(yīng)力方向垂直于該點(diǎn)與焊縫形心的連線，且大小與r成正比； C、在V作用下，焊縫群上的應(yīng)力均勻分布,3、T、V、N共同作用下,將F向焊縫群形心 簡(jiǎn)化得: V=F T=F(e1+e