第八講 角焊縫的形式和計(jì)算

hehfhf普通式hehf1.5hf1、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hehfhf凹面式第八講角焊縫的形式和計(jì)算（2）斜角角焊縫對(duì)于α>135o或α<60o斜角角焊縫,除鋼管結(jié)構(gòu)外,不宜用作受力焊縫。第八講角焊縫的形式和計(jì)算（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)系分類第八講角焊縫的形式和計(jì)算（2）正面角焊縫第八講角焊縫的形式和計(jì)算（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。第八講角焊縫的形式和計(jì)算１、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;

當(dāng)t2≤4mm時(shí),hf,min=t2二、角焊縫的構(gòu)造第八講角焊縫的形式和計(jì)算

２、最大焊腳尺寸hf,max

為了避免焊縫處局部過熱，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,max≤1.2t1（鋼管結(jié)構(gòu)除外）式中:t1---較薄焊件厚度。t1t1hf

對(duì)于板件邊緣的角焊縫,尚應(yīng)滿足以下要求：

當(dāng)t1≤6mm時(shí)，hf,max≤t1；當(dāng)t1>6mm時(shí)，hf,max≤t1-(1~2)mm；hft1t第八講角焊縫的形式和計(jì)算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。第八講角焊縫的形式和計(jì)算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：第八講角焊縫的形式和計(jì)算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)力傳遞的過分彎折而使構(gòu)件中應(yīng)力不均，規(guī)范規(guī)定：t1t2bＢ、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：第八講角焊縫的形式和計(jì)算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)，應(yīng)作2hf的繞角焊，且轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊。b2hft1t2第八講角焊縫的形式和計(jì)算

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。剪應(yīng)力τfA.側(cè)面焊縫應(yīng)力分析NlwN三、直角角焊縫的基本計(jì)算公式１．應(yīng)力分析第八講角焊縫的形式和計(jì)算B.破壞形式第八講角焊縫的形式和計(jì)算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。第八講角焊縫的形式和計(jì)算B.正面角焊縫的破壞形式第八講角焊縫的形式和計(jì)算

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，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：σ┻h(yuǎn)fhehh1h2deτ┻τ∥helwh---焊縫厚度、h1—熔深h2—凸度、d—焊趾、e—焊根２.強(qiáng)度基本公式推導(dǎo)第八講角焊縫的形式和計(jì)算２）公式推導(dǎo)條件：雙面角焊縫的Ｔ型連接，承受軸向力Ｎx,Ｎy如下圖第八講角焊縫的形式和計(jì)算第八講角焊縫的形式和計(jì)算實(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:

式中：--焊縫金屬的抗剪強(qiáng)度σ┻τ┻τ∥helw┻┻∥整理得到：第八講角焊縫的形式和計(jì)算一般強(qiáng)度計(jì)算表達(dá)式βf—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。第八講角焊縫的形式和計(jì)算３、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１）、僅采用側(cè)面角焊縫連接：２）、正面角焊縫或作用力垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的角焊縫NNlwlw’第八講角焊縫的形式和計(jì)算３）、兩個(gè)方向力綜合作用的角焊縫NN第八講角焊縫的形式和計(jì)算4）、周圍角焊縫NNΒf：側(cè)面焊縫?。?０正面焊縫?。?２２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．第八講角焊縫的形式和計(jì)算４、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:Ne1e2bN1N2xxlw1lw2第八講角焊縫的形式和計(jì)算對(duì)于校核問題:對(duì)于設(shè)計(jì)問題:Ne1e2bN1N2xxlw1lw2第八講角焊縫的形式和計(jì)算B、采用三面圍焊余下的問題同情況‘A’，即:Ne1e2bN1N2xxN3lw1lw2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:第八講角焊縫的形式和計(jì)算對(duì)于校核問題:對(duì)于設(shè)計(jì)問題:Ne1e2bN1N2xxN3lw1lw2第八講角焊縫的形式和計(jì)算C、采用L形圍焊代入式（3-25）得:對(duì)于設(shè)計(jì)問題:Ne1e2bN1xxN3lw1第八講角焊縫的形式和計(jì)算第八講角焊縫的形式和計(jì)算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NθeNxNyMAσNxσMτNyhehet第八講角焊縫的形式和計(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)h1σfAσfBτf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。xxhh2BB’Ah1MeFVM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．第八講角焊縫的形式和計(jì)算對(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。h1σf1σf2τfxxhh2BB’Ah1MVM第八講角焊縫的形式和計(jì)算假定: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=FT=F(e1+e2)Fe1AA’故：該連接的設(shè)計(jì)控制點(diǎn)為A點(diǎn)和A’點(diǎn)e2x0l1l2xxyy0TVr第八講角焊縫的形式和計(jì)算xxyyrrxryAτTAxτTAyτTA0θτVyheT作用下A點(diǎn)應(yīng)力:將其沿x軸和y軸分解:e2x0l1l2xxyyA