連接焊縫殘余應(yīng)力PPT課件

1、一、焊縫連接一、焊縫連接優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單構(gòu)造簡(jiǎn)單，任何形式的構(gòu)件都可，任何形式的構(gòu)件都可直接相連直接相連；用料用料經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)，不削弱不削弱截面；截面；制作制作加工方便加工方便，可實(shí)現(xiàn)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作自動(dòng)化操作；連接的連接的密閉性好密閉性好，結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)剛度大剛度大 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：在焊縫附近的熱影響區(qū)內(nèi)，鋼材的金相組織發(fā)在焊縫附近的熱影響區(qū)內(nèi)，鋼材的金相組織發(fā)生改變，導(dǎo)致局部生改變，導(dǎo)致局部材質(zhì)變脆材質(zhì)變脆；焊接殘余應(yīng)力和殘余變形使受壓構(gòu)件焊接殘余應(yīng)力和殘余變形使受壓構(gòu)件承載力降承載力降低低；對(duì)對(duì)裂紋很敏感裂紋很敏感，局部裂紋一旦發(fā)生，就容易擴(kuò)，局部裂紋一旦發(fā)生，就容易擴(kuò)展到整體，展到整體，低溫

2、冷脆低溫冷脆問題較為突出問題較為突出 第1頁(yè)/共63頁(yè)二、鉚釘連接二、鉚釘連接 構(gòu)造復(fù)雜構(gòu)造復(fù)雜，費(fèi)鋼費(fèi)工費(fèi)鋼費(fèi)工，現(xiàn)已很少采用；，現(xiàn)已很少采用；鉚釘連接的鉚釘連接的塑性和韌性較好塑性和韌性較好，傳力可靠傳力可靠，質(zhì)量易于檢查質(zhì)量易于檢查，在一些重型和直接承受動(dòng)，在一些重型和直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中，有時(shí)仍然采用力荷載的結(jié)構(gòu)中，有時(shí)仍然采用三、螺栓連接三、螺栓連接 普通螺栓連接普通螺栓連接 高強(qiáng)螺栓連接高強(qiáng)螺栓連接第2頁(yè)/共63頁(yè)（一）普通螺栓連接1、分為A、B、C三個(gè)等級(jí)類別類別加工精度加工精度抗剪抗剪 性能性能成本成本使用范圍使用范圍精制精制 (A(A、B)B)級(jí)級(jí) 高，栓徑與孔高，栓徑與

3、孔徑之差為徑之差為0.50.50.8mm0.8mm，I I類孔類孔 高高 高高 1 1）構(gòu)件精度很高的結(jié)構(gòu)，機(jī)械結(jié)構(gòu)；）構(gòu)件精度很高的結(jié)構(gòu)，機(jī)械結(jié)構(gòu)；2 2）連接點(diǎn)僅用一個(gè)螺栓或有模具套）連接點(diǎn)僅用一個(gè)螺栓或有模具套鉆的多個(gè)螺栓連接的可調(diào)節(jié)桿件鉆的多個(gè)螺栓連接的可調(diào)節(jié)桿件（柔性桿）（柔性桿）粗制粗制 (C(C級(jí)級(jí)) )較低，栓徑與較低，栓徑與孔徑之差為孔徑之差為1 11.5mm, 1.5mm, 類孔類孔較低較低 低低 1 1）抗拉連接；）抗拉連接； 2 2）靜力荷載下抗剪連接；）靜力荷載下抗剪連接； 3 3）加防松措施后受風(fēng)振作用抗剪；）加防松措施后受風(fēng)振作用抗剪； 4 4）可拆卸連接；）可拆

4、卸連接； 5 5）安裝螺栓；）安裝螺栓；6 6）與抗剪支托配合抗拉剪聯(lián)合作用）與抗剪支托配合抗拉剪聯(lián)合作用第3頁(yè)/共63頁(yè)2 2、A A級(jí)、級(jí)、B B級(jí)螺栓材料性能為級(jí)螺栓材料性能為8.88.8級(jí)級(jí) 表示螺栓成品的表示螺栓成品的抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度下限值為下限值為800N/mm800N/mm2 2 屈強(qiáng)比屈強(qiáng)比為為0.80.83 3、C C級(jí)螺栓材料性能為級(jí)螺栓材料性能為4.64.6級(jí)或級(jí)或4.84.8級(jí)級(jí) 表示螺栓成品的抗拉強(qiáng)度下限值為表示螺栓成品的抗拉強(qiáng)度下限值為400N/mm400N/mm2 2 屈強(qiáng)比為屈強(qiáng)比為0.60.6或或0.80.8第4頁(yè)/共63頁(yè)1 1、分類：按傳力機(jī)理分、分類：按

5、傳力機(jī)理分摩擦型高強(qiáng)螺栓摩擦型高強(qiáng)螺栓、承壓型承壓型高強(qiáng)螺栓高強(qiáng)螺栓 a.a.摩擦型高強(qiáng)螺栓：摩擦型高強(qiáng)螺栓：只依靠只依靠摩擦阻力摩擦阻力傳力，并傳力，并以以剪力不超過接觸面摩擦力剪力不超過接觸面摩擦力作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 b.b.承壓型高強(qiáng)螺栓：承壓型高強(qiáng)螺栓：允許接觸面滑移，以允許接觸面滑移，以連接連接達(dá)到破壞達(dá)到破壞的極限承載力作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的極限承載力作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 2 2、材料：一般采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼中的、材料：一般采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼中的4545號(hào)鋼、號(hào)鋼、40B40B鋼，合金鋼中的鋼，合金鋼中的20MnTiB20MnTiB鋼等，性能等級(jí)可達(dá)鋼等，性能等級(jí)可達(dá)8.88.8級(jí)和級(jí)和10.910

6、.9級(jí)級(jí) （二） 高強(qiáng)螺栓連接第5頁(yè)/共63頁(yè)3 3、兩類高強(qiáng)螺栓對(duì)比：、兩類高強(qiáng)螺栓對(duì)比：摩擦型高強(qiáng)螺栓：摩擦型高強(qiáng)螺栓：螺桿與螺孔之差螺桿與螺孔之差1.51.52.0mm2.0mm剪切變形小，彈性性能號(hào)，施工較簡(jiǎn)單，可拆卸，剪切變形小，彈性性能號(hào)，施工較簡(jiǎn)單，可拆卸，耐疲勞、抗動(dòng)力荷載性能好，承載力較承壓型低耐疲勞、抗動(dòng)力荷載性能好，承載力較承壓型低特別適用于特別適用于承受動(dòng)力荷載承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)承壓型高強(qiáng)螺栓：承壓型高強(qiáng)螺栓：螺桿與螺孔之差螺桿與螺孔之差1.01.01.5mm1.5mm承載力高，連接緊湊，但抗剪變形大承載力高，連接緊湊，但抗剪變形大一般一般僅用于僅用于承受承受靜力

7、荷載靜力荷載和和間接承受動(dòng)力荷載間接承受動(dòng)力荷載結(jié)結(jié)構(gòu)中的連接構(gòu)中的連接第6頁(yè)/共63頁(yè) 鋼結(jié)構(gòu)中通常采用電弧焊鋼結(jié)構(gòu)中通常采用電弧焊 電弧焊又分為電弧焊又分為手工電弧焊、埋弧焊（自手工電弧焊、埋弧焊（自動(dòng)或半自動(dòng)）以及氣體保護(hù)焊動(dòng)或半自動(dòng)）以及氣體保護(hù)焊等等第二節(jié) 焊接連接的特性一、焊接方法第7頁(yè)/共63頁(yè)手工電弧焊手工電弧焊示意圖第8頁(yè)/共63頁(yè)優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單設(shè)備簡(jiǎn)單，操作，操作靈活靈活方便，適用于方便，適用于任意空間任意空間，工位復(fù)雜，形狀復(fù)雜的焊縫焊接，特別適用于工位復(fù)雜，形狀復(fù)雜的焊縫焊接，特別適用于焊接焊接短焊縫短焊縫全手動(dòng)，生產(chǎn)全手動(dòng)，生產(chǎn)效率低效率低，勞動(dòng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大

8、強(qiáng)度大，焊接質(zhì)量，焊接質(zhì)量和焊工的精神狀態(tài)與技術(shù)水平有很大關(guān)系和焊工的精神狀態(tài)與技術(shù)水平有很大關(guān)系焊條與焊劑焊條與焊劑：短短焊條焊條(350(350400mm)400mm)：Q235Q235E43E43型；型； Q345Q345E50E50型；型；Q390Q390與與Q420Q420E55E55焊劑：附于焊條之藥皮，保護(hù)電弧和溶化金屬焊劑：附于焊條之藥皮，保護(hù)電弧和溶化金屬第9頁(yè)/共63頁(yè)埋弧焊（自動(dòng)或半自動(dòng)）第10頁(yè)/共63頁(yè)特點(diǎn)：特點(diǎn)：焊絲不涂藥皮，施焊端靠由焊劑漏頭自動(dòng)流下焊絲不涂藥皮，施焊端靠由焊劑漏頭自動(dòng)流下的顆粒狀焊劑所覆蓋的顆粒狀焊劑所覆蓋電弧熱量集中電弧熱量集中，熔深大熔深大，

9、適于適于厚板的焊接厚板的焊接生產(chǎn)生產(chǎn)效率高效率高，工藝條件，工藝條件穩(wěn)定穩(wěn)定，焊縫化學(xué)成分均，焊縫化學(xué)成分均勻，焊縫的勻，焊縫的質(zhì)量好質(zhì)量好，質(zhì)量均勻、塑性、韌性好，質(zhì)量均勻、塑性、韌性好，抗腐蝕性強(qiáng)，焊件變形小，減小了熱影響區(qū)的抗腐蝕性強(qiáng)，焊件變形小，減小了熱影響區(qū)的范圍范圍裝配精度（如間隙）要求比手工焊高裝配精度（如間隙）要求比手工焊高 第11頁(yè)/共63頁(yè)利用二氧化碳?xì)怏w或其他惰性氣體作為保利用二氧化碳?xì)怏w或其他惰性氣體作為保護(hù)介質(zhì)，保證了焊接過程的穩(wěn)定性護(hù)介質(zhì)，保證了焊接過程的穩(wěn)定性速度快，焊縫強(qiáng)度高于手工電弧焊，塑性、速度快，焊縫強(qiáng)度高于手工電弧焊，塑性、抗腐蝕性好抗腐蝕性好 氣體保護(hù)

10、焊第12頁(yè)/共63頁(yè)二、焊縫連接形式及焊縫形式（一）焊縫連接形式第13頁(yè)/共63頁(yè)1 1、按受力方向分：、按受力方向分：（1 1）對(duì)接焊縫：）對(duì)接焊縫：正對(duì)接焊縫正對(duì)接焊縫、斜對(duì)接焊縫斜對(duì)接焊縫（2 2）角焊縫：）角焊縫：正面角焊縫正面角焊縫、側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫、斜焊縫斜焊縫（二）焊縫形式對(duì)接焊縫角焊縫第14頁(yè)/共63頁(yè)2、按長(zhǎng)度方向的布置分：（1）連續(xù)角焊縫：受力性能較好，主要的角焊縫形式（2）間斷角焊縫：容易引起應(yīng)力集中只能用于一些次要構(gòu)件的連接或受力很小的連接中連續(xù)角焊縫 間斷角焊縫第15頁(yè)/共63頁(yè)3、按施縫位置分： 平焊 橫焊 立焊 仰焊第16頁(yè)/共63頁(yè)焊縫缺陷：焊接過程中產(chǎn)生于

11、焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內(nèi)部的缺陷常見缺陷：三、焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢查1、焊縫缺陷第17頁(yè)/共63頁(yè)（1 1）焊縫質(zhì)量）焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)方法分：分：外觀檢查外觀檢查、超聲波超聲波探傷探傷檢驗(yàn)、檢驗(yàn)、X X射線檢驗(yàn)射線檢驗(yàn)（2 2）焊縫）焊縫質(zhì)量質(zhì)量分分三級(jí)三級(jí): : a. a.一級(jí)焊縫需經(jīng)一級(jí)焊縫需經(jīng)外觀檢查外觀檢查、超聲波探傷超聲波探傷、x x射線射線檢驗(yàn)都合格；檢驗(yàn)都合格； b.b.二級(jí)焊縫需外觀檢查、超聲波探傷合格；二級(jí)焊縫需外觀檢查、超聲波探傷合格； c.c.三級(jí)焊縫需外觀檢查合格；三級(jí)焊縫需外觀檢查合格； 2、焊縫質(zhì)量檢查3、焊縫質(zhì)量等級(jí)的選用第18頁(yè)/共63頁(yè) 焊縫代號(hào)

12、由焊縫代號(hào)由引出線、圖形符號(hào)、輔助符號(hào)引出線、圖形符號(hào)、輔助符號(hào)三三部分組成部分組成四、焊縫代號(hào)、螺栓及其孔眼圖例第19頁(yè)/共63頁(yè) 對(duì)接焊縫的焊件常需做成坡口，故又叫坡口焊對(duì)接焊縫的焊件常需做成坡口，故又叫坡口焊縫縫第三節(jié) 對(duì)接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算一、對(duì)接焊縫的構(gòu)造板厚t 10mm: 直邊縫板厚t 1020mm: 單邊V形、雙邊V形板厚t 20mm ：U形、 K形、 X形第20頁(yè)/共63頁(yè)變厚度板對(duì)接變厚度板對(duì)接，在板的一面或，在板的一面或兩面切成坡度不大于兩面切成坡度不大于1 1：2.52.5的的斜面，避免應(yīng)力集中斜面，避免應(yīng)力集中 變寬度板對(duì)接，在板的一側(cè)或兩側(cè)切成坡度不大于1：2.5的斜邊

13、，避免應(yīng)力集中 起落弧處易有焊接缺陷，用引弧板，采用引弧板施工復(fù)雜，除承受動(dòng)力荷載外，一般不用，計(jì)算每條焊縫長(zhǎng)度應(yīng)則減去2t（t為較薄焊件厚度） 第21頁(yè)/共63頁(yè)二、對(duì)接焊縫的計(jì)算分分焊透焊透和和部分焊透部分焊透兩種情況兩種情況 影響對(duì)接焊縫強(qiáng)度的因素：所用鋼材的牌號(hào)、焊條型號(hào)、焊縫質(zhì)量等級(jí) 對(duì)接焊縫強(qiáng)度： 受壓、受剪強(qiáng)度與母材強(qiáng)度相等 一、二級(jí)焊縫抗拉強(qiáng)度與母材相等 三級(jí)焊縫抗拉強(qiáng)度大約為母材強(qiáng)度的85第22頁(yè)/共63頁(yè)( (一一) ) 軸心受力的對(duì)接焊軸心受力的對(duì)接焊縫縫1、直對(duì)接焊縫受軸心力作用第23頁(yè)/共63頁(yè)計(jì)算公式：計(jì)算公式：未加引弧板時(shí)未加引弧板時(shí)l lw w取實(shí)際長(zhǎng)度減去取實(shí)

14、際長(zhǎng)度減去2 2t t第24頁(yè)/共63頁(yè)2、斜對(duì)接焊縫受軸心力作用當(dāng)斜焊縫傾角56.3，即tg1.5時(shí)，可認(rèn)為與母材等強(qiáng)，不用計(jì)算 第25頁(yè)/共63頁(yè)（二）承受彎距和剪力作用的對(duì)接焊縫第26頁(yè)/共63頁(yè)正應(yīng)力與剪應(yīng)力圖形分別為三角形與拋物正應(yīng)力與剪應(yīng)力圖形分別為三角形與拋物線形線形分別驗(yàn)算分別驗(yàn)算最大正應(yīng)力最大正應(yīng)力、最大剪應(yīng)力最大剪應(yīng)力 1、對(duì)于矩形對(duì)接焊縫的情況第27頁(yè)/共63頁(yè) 不僅需分別驗(yàn)算最大正應(yīng)力和剪應(yīng)力，對(duì)腹不僅需分別驗(yàn)算最大正應(yīng)力和剪應(yīng)力，對(duì)腹板與翼緣的交接點(diǎn)處同時(shí)受有較大正應(yīng)力和較大板與翼緣的交接點(diǎn)處同時(shí)受有較大正應(yīng)力和較大剪應(yīng)力處，還驗(yàn)算該處剪應(yīng)力處，還驗(yàn)算該處折算應(yīng)力折算

15、應(yīng)力：2、對(duì)于工字形截面梁對(duì)接焊縫的情況第28頁(yè)/共63頁(yè)1 1、分類、分類按截面形式可分為按截面形式可分為直角角焊縫直角角焊縫和和斜角角焊斜角角焊縫縫第四節(jié) 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算一、角焊縫的構(gòu)造直角角焊縫斜角角焊縫第29頁(yè)/共63頁(yè)2、 角焊縫的構(gòu)造要求第30頁(yè)/共63頁(yè) 側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫：焊縫長(zhǎng)度方：焊縫長(zhǎng)度方向與受力方向平行，主要承向與受力方向平行，主要承受受剪應(yīng)力剪應(yīng)力，其特點(diǎn)為應(yīng)力分，其特點(diǎn)為應(yīng)力分布簡(jiǎn)單些，但分布并布簡(jiǎn)單些，但分布并不均勻不均勻，剪應(yīng)力兩端大，中間小。剪應(yīng)力兩端大，中間小。彈彈模低、強(qiáng)度低、但塑性較好模低、強(qiáng)度低、但塑性較好。 正面角焊縫：焊縫垂直于受力方向，其特

16、點(diǎn)為受力后應(yīng)力狀態(tài)較復(fù)雜，應(yīng)力集中嚴(yán)重，焊縫根部形成高峰應(yīng)力，易于開裂。破壞強(qiáng)度要高一些，但塑性差 。 斜焊縫：受力性能和強(qiáng)度介于兩者之間 二、直角角焊縫強(qiáng)度計(jì)算的基本公式第31頁(yè)/共63頁(yè)有效厚度有效厚度h he e=0.7h=0.7hf f為焊縫為焊縫橫截面的內(nèi)接等橫截面的內(nèi)接等腰三角形的最短腰三角形的最短距離，即不考慮距離，即不考慮熔深和凸度熔深和凸度 當(dāng)角焊縫的兩焊腳邊夾角為90時(shí)，稱為直角角焊縫，即一般所指的角焊縫 角焊縫截面第32頁(yè)/共63頁(yè) 角焊縫應(yīng)力分析角焊縫應(yīng)力分析角焊縫計(jì)算的角焊縫計(jì)算的基本公式基本公式22223wfxfyfxfyfzff 第33頁(yè)/共63頁(yè)f、 f共同作用

17、計(jì)算式：（4.10）或：對(duì)直接承受動(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)中的角焊縫，f1.0第34頁(yè)/共63頁(yè)進(jìn)一步簡(jiǎn)化 ：合應(yīng)力f：第35頁(yè)/共63頁(yè)沿焊縫長(zhǎng)度方向的分力Nx引起f= （4.10）第36頁(yè)/共63頁(yè)對(duì)正面角焊縫，對(duì)正面角焊縫，f f =0 =0 （4.11）對(duì)側(cè)面角焊縫， f =0 （4.12）第37頁(yè)/共63頁(yè)1 1、承受軸心力作用時(shí)角焊縫連接計(jì)算、承受軸心力作用時(shí)角焊縫連接計(jì)算三、角焊縫連接的計(jì)算a. 只有側(cè)面角焊縫按式（4.12）計(jì)算b.只有正面角焊縫按式（4.11）計(jì)算（1）用蓋板的對(duì)接連接承受軸心力（拉力、壓力或剪力）第38頁(yè)/共63頁(yè)c.c.三面圍焊三面圍焊：先按式先按式4.114.11計(jì)

18、算計(jì)算正面角焊縫正面角焊縫承擔(dān)的內(nèi)力承擔(dān)的內(nèi)力N N：再由（再由（N N- -N N）計(jì)算）計(jì)算側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫的強(qiáng)度：的強(qiáng)度：lw為連接一側(cè)的正面角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度總和lw為連接一側(cè)的側(cè)面角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度總和第39頁(yè)/共63頁(yè)垂直于焊縫分力：垂直于焊縫分力： N Nx xNsinNsin平行于焊縫分力：平行于焊縫分力： N Ny y NcosNcos(2)承受斜向軸心力的角焊縫連接計(jì)算驗(yàn)算強(qiáng)度第40頁(yè)/共63頁(yè)（3）承受軸心力的角鋼角焊縫計(jì)算a兩面?zhèn)群?b三面圍焊 cL形圍焊腹桿受軸心力作用，為了避免焊縫偏心受力，焊縫所傳遞的合力的作用線應(yīng)與角鋼桿件的軸線重合 第41頁(yè)/共63頁(yè)a.三面圍焊情

19、況： 先假定正面角焊縫的焊腳尺寸hf3，正面角焊縫所分擔(dān)的軸心力N3 （4.17）（4.18）（4.19）式中：N1、N2肢背和肢尖側(cè)面角焊縫所分擔(dān)的軸力 e 角鋼的形心距 K1、K2肢背和肢尖焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)第42頁(yè)/共63頁(yè)角鋼角焊縫內(nèi)力分配系數(shù)角鋼角焊縫內(nèi)力分配系數(shù)K K設(shè)計(jì)時(shí)也可近似取K12/3，K2=1/3第43頁(yè)/共63頁(yè)b.兩面?zhèn)群盖闆r： N3 0第44頁(yè)/共63頁(yè)軸力軸力N Nx x 剪力剪力N Ny y 彎距彎距M MN Nx xe e2、承受彎距、軸心力、剪力共同作用的角焊縫A點(diǎn)應(yīng)力最大為控制點(diǎn)（1）彎矩、剪力、軸力共同作用下的矩形角焊縫 第45頁(yè)/共63頁(yè)M和N作用下的

20、應(yīng)力方向相同，可直接疊加，故A點(diǎn)垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力f為 第46頁(yè)/共63頁(yè)假設(shè)腹板焊縫承受全部剪力，彎矩則由全部焊縫承假設(shè)腹板焊縫承受全部剪力，彎矩則由全部焊縫承受受 （2）彎矩、剪力共同作用下工字梁角焊縫連接計(jì)算彎曲應(yīng)力沿梁高度呈三角形分布，最大應(yīng)力發(fā)生在翼緣焊縫的最外纖維1處 為焊縫分布較合理，宜在每個(gè)翼緣的上下兩側(cè)均勻布置焊縫 第47頁(yè)/共63頁(yè) 翼緣焊縫只承受垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的彎曲應(yīng)力，翼緣焊縫最外纖維處的應(yīng)力滿足角焊縫的強(qiáng)度條件 第48頁(yè)/共63頁(yè)腹板焊縫承受彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力的聯(lián)合作用： 彎曲應(yīng)力垂直于焊縫長(zhǎng)度方向且沿梁高度呈三角形分布 剪應(yīng)力平行于焊縫長(zhǎng)度方向且沿焊縫截面均

21、勻分布 設(shè)計(jì)控制點(diǎn)為翼緣焊縫與腹板焊縫2的交點(diǎn)處第49頁(yè)/共63頁(yè)腹板焊縫2的端點(diǎn)應(yīng)按下式驗(yàn)算強(qiáng)度：方法二：假設(shè)腹板焊縫只承受剪力；翼緣焊縫承擔(dān)全部彎矩，并將彎矩M化為一對(duì)水平力H=M/h1第50頁(yè)/共63頁(yè)豎向剪力豎向剪力V VF F扭距扭距T TF F（e e1 1+ +e e2 2）3、承受扭矩剪力聯(lián)合作用三面圍焊角焊縫計(jì)算按彈性理論假定：Y被連接件是絕對(duì)剛性的，它有繞焊縫形心O旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，而角焊縫本身是彈性的；Y角焊縫群上任一點(diǎn)的應(yīng)力方向垂直于該點(diǎn)與形心的連線，且應(yīng)力大小與連線長(zhǎng)度r成正比。 第51頁(yè)/共63頁(yè)扭矩扭矩T T引起的剪應(yīng)力引起的剪應(yīng)力T T最大在最大在A A點(diǎn)和點(diǎn)和A A

22、點(diǎn)最大，點(diǎn)最大，A A點(diǎn)點(diǎn)和和A A點(diǎn)為設(shè)計(jì)控制點(diǎn)點(diǎn)為設(shè)計(jì)控制點(diǎn)扭距扭距T T作用下，作用下，A A點(diǎn)（或點(diǎn)（或A A點(diǎn)）的應(yīng)力點(diǎn)）的應(yīng)力T T：TPxyT rT rIIIT沿x軸和y軸的分應(yīng)力：sinyyTxTPprT rT rIrI（4.25）cosxxTyTPprT rT rIrI（4.26）第52頁(yè)/共63頁(yè) 剪力V引起的剪應(yīng)力V均勻分布 剪力V作用下，A點(diǎn)（或A點(diǎn)）的應(yīng)力Vy：Vye wVh l A點(diǎn)垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力f：fTyVy A點(diǎn)沿焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力Tx A點(diǎn)合應(yīng)力滿足的強(qiáng)度條件為：22TyVywTxfff第53頁(yè)/共63頁(yè)第五節(jié) 焊接應(yīng)力和焊接變形一、 焊接應(yīng)力的分類和產(chǎn)生的原因 焊接殘余應(yīng)力焊接殘余應(yīng)力簡(jiǎn)稱焊接應(yīng)力：焊接后冷卻時(shí)，簡(jiǎn)稱焊接應(yīng)力：焊接后冷卻時(shí)，焊縫與焊縫附近的鋼材不能自由收縮，由此約焊縫與焊縫附近的鋼材不能自由收縮，由此約束而產(chǎn)生的應(yīng)力束而產(chǎn)生的應(yīng)力第54頁(yè)/共63頁(yè)分為： 縱向焊接應(yīng)力：沿焊縫長(zhǎng)度方向； 橫向焊接應(yīng)力：垂直于焊縫長(zhǎng)度方向且平行于構(gòu)件表面的應(yīng)力 ； 沿厚度方向焊接應(yīng)力：垂直于焊縫長(zhǎng)度方向且垂直于構(gòu)件表面的應(yīng)力 第55頁(yè)/共63頁(yè)1、縱向焊接應(yīng)力焊縫區(qū)產(chǎn)生縱向拉應(yīng)力焊縫稍遠(yuǎn)區(qū)段產(chǎn)生壓應(yīng)力 第56頁(yè)/共63頁(yè)橫向焊接應(yīng)力產(chǎn)生于兩個(gè)原因橫向焊接應(yīng)力產(chǎn)生于兩個(gè)原因最終橫向焊接應(yīng)力為兩個(gè)原