Расчёт нахлесточного сварного соединения

Выполняется с помощью угловых швов.

В зависимости от формы поперечного сечения различают угловые швы:

1 ‑ нормальные k = k₁;

2 ‑ улучшенные (k / k₁ = 1:1,5; 1:2);

3 – вогнутые;

4 ‑ выпуклые.

На практике наиболее распространены нормальные швы.

Основные геометрические характеристики поперечного сечения нормального углового шва катет k и расчетная высота ‑ .

В большинстве случаев , где ‑ меньшая из толщины свариваемых деталей. Разрушение углового шва происходит по сечению т ‑ т. Площадь опасного сечения шва равна , где ‑ длина шва.

В зависимости от расположения различают швы лобовые, фланговые и косые.

Лобовой шов расположен перпендикулярно, а фланговый — napaллельно линии действия нагружающей силы. Обычно применяют комбинированное соединение фланговыми и лобовыми швами.

 

 

 

Фланговые швы. Основными напряжениями флангового шва являются касательные напряжения в сечении т — т. Расчет таких швов приближенно выполняют по среднему напряжению, а условия прочности записывают в виде:

В тех случаях, когда короткие фланговые швы недостаточны для выполнения условий равнопрочности, соединение усиливают прорезными швами. Условие прочности соединения с прорезным швом при

.

Если одна из соединяемых деталей асимметрична, то расчет прочности производят с учетом нагрузки, воспринимаемой каждым швом. Например, к листу приварен уголок, равнодействующая нагрузка F проходит через центр тяжести поперечного сечения уголка и распределяется по швам обратно пропорционально плечам e₁ и е₂. Соблюдая условие равнопрочности, швы выполняют с различной длиной так, чтобы

.

 

 

При этом напряжения в обоих швах

 

При нагружении швов крутящим моментом T максимальные напряжения можно определить по формуле:

,

где ‑ полярный момент сопротивления сечения швов в плоскости разрушения.

Для сравнительно коротких швов ( ), распространенных на практике, применяют приближенный расчет по формуле

(*)

Лобовые швы. Основными являются касательные напряжения в плоскости стыка деталей и нормальные напряжения в перпендикулярной плоскости.

 

По методу, принятому в инженерной практике, лобовые швы рассчитывают только по . За расчетное сечение, так же как и во фланговых швах, принимают сечения по биссектрисе т — т. При этом:

.

Такая условность расчета тоже подтверждается практикой. Расчет лобовых швов только по и сечению т ‑ т делает расчет всех лобовых швов единым независимо от их расположения к направлению нагрузки.

 

 

Когда соединение лобовым швом нагружено моментом, напряжения по торцу полосы распределяются подобно тому, как распределяются нормальные напряжения в поперечном сечении балки при изгибе. Переходя к ранее рассмотренному условному расчету лобовых швов по касательным напряжениям, получаем:

(**)