|
| |
|
Слаботочка Книги швов, накладки также вызывают значительную концентрацию напряжений. На рис. 2.58, а показаны результаты экспериментального изучения распределения напряжений в различных поперечных сечениях (а - а, б - б, В - В) соединений с односторонними накладками, когда накладки приварены к соединяемым полосам только фланговыми швами. В точках, близко расположенных к фланговым  100 О б.МПа гоо- too о 200 100 Рис. 2 58. Распределение напряжений в ооедннени-ях с накладками без стыковых швов. а - распределение о между фланговыми швами, б - выравнивание распределения о в соединениях с лобовым и фланговыми швами швам, образуется концентрация напряжений; точки, удаленные от швов и лежащие возле оси элемента, напряжены весьма слабо. Вдали от накладок эпюра напряжений в поперечном сечении выравнивается и элемент работает более равномерно. Неравномерность распределения напряжений по поперечному сечению накладок значительно уменьшается при добавлении к фланговым швам лобовых. Это можно видеть на рис. 2.58, б, где показано распределение напряжений в таком соединении в сечениях Г - Г, Д-Д, Е-Е. § 17. Распределение згсилий в нахлесточных соединениях, вьшолиенных шовной сваркой В соединениях, выполненных шовной контактной сваркой, неравномерность распределения напряжений вызвана рядом причин. 1. Распределение напряжений о в зоне шва по толщ;ине детали при растяжении происходит неравномерно. Коэффициент концентрации напряжений «а при растяжении деталей приближенно выражается формулой а) Эпюра б д aa = 2,3scth(2,3s/6)/&, (2.99) где S - толщ;ина детали; Ь-ширина шва. i \ б Как правило, неве- ° " лик и лишь незначительно ппевышает елинипу Рас- Р"- Появление концентрации напря-превышает единицу, i-ac соединениях с шовными швами: пределение 0 при растя- а - неравномерное распределение а по толщине: женин показано на эпюре „згнб соединения рис. 2.59, а. 2. При растяжении соединения происходит изгиб детали (рис. 2.59, б). Напряжение от изгиба а„зт = 30о/(1 + Ь (2.100) где 00 - номинальное напряжение в соединении от растягивающей силы. Как видно из формулы (2.100), напряжение от изгиба 0„зг не является линейной функцией от номинального напряжения Од. Это объясняется тем обстоятельством, что с увеличением Од уменьшается плечо силы. Например, при ЬЫ~Ъ и ао= 800 МПа по формуле (2.100) Онзг = 1350 МПа. Отношение Оизг/Оо = 1,69. При Оо = 200 МПа и Оизг = 510 МПа отношение Оизг/Оо = 2,52. При уменьшении напряжения Оизг/Оо -> 3. Следует помнить, что вывод верен лишь при работе соединений в пределах упругих деформаций. За пределом текучести происходит некоторое выравнивание напряжений и коэффициент концентрации при этом снижается. § 18. Распределение усилий в точечных соединениях, выполненных контактным способом В точечных соединениях возникает концентрация напряжений, обусловленная рядом факторов. 1. В результате сгущения силовых линий основной металл испытывает концентрацию напряжений в надточечной зоне (рис. 2.60, а). Интенсивность сгущения определяет концентрацию. Она растет с ростом отношения tid, где t - расстояние между точками в направлении, перпендикулярном действию силы; d - диаметр точки. Расчетом установлено,, что коэффициент концентрации напряжений в этом соединении находится В пределах (0,62 tid) <С < «сг < {tid) и может вычисляться по приближенной формуле а„ = 0,38 + 0,62;М (2, Ш) На рис. 2.60, б показана эпюра распределения а в продольном сечении соединения. Максимального значения напряжение достигает в сечении О - О. Усилия в отдельных точках соединения, расположенных в продольном ряду, при их работе в упругой области неодинаковы. При условии, что поперечные сечения соединяемых элементов = Fa и при числе точек в ряду i = 3 усилия в крайних точках = Рз = Р (т + I)/(2m + + 3); в средней точке = = Р1{2т + 3). При i = 4 усилия в крайних точках Pi = P = P (2m + l)/(4m + + 4). При числе точек в ряду / = 5 усилия в крайних точках Pi = Ps = Р {2т + 4т + + 1)/(4т + Ют + 5); Р = = Pj = Р (т + \)/(4т + + Ют + 5); в средней точке Рз=Р/(4т2 + Ют + 5) Здесь Р - усилие на продольный ряд точек; m = t/{sl), где I = = 1/[0,53 (In (ft/d)-0,46)], t-шаг точек в продольном ряду; S - толщина свариваемых листов; b - ширина образца или шаг в поперечном направлении; d - диаметр точки. Если принять расстояние между точками t = 3d, b = 3d, то 5 = 2,95. При этих условиях распределение усилий между точками в продольном ряду дано в табл. 2.Ю. Таблица 2 10 Распределение усилий между точками  Эпщоа б по к-к Рис 2 60 Распределение напряжений в точечных соединениях а - общий вид. 6 - распределение о в продольном сеченин Номера точек Число точек в продольном ряду 0,444Р 0,1 Г2Р 0,444Р 0,436Р 0,064Р 0,064Р 0,436Р 0,435Р 0,058Р 0,014Р 0,058Р 0,435Р Крайние точки оказываются нагруженными значительно сильнее, чем средние. С увеличением числа точек в продольном рящу такая диспропорция возрастает. Подобное явление имеет место 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 [25] 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 |