Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Остаточные напряжения в соединениях






С круговыми швами

 

Весьма многочисленную группу составляют соединения с круговыми швами, типичными представителями которых являются изображенные на рис. 2.12.

Отметим, что шов 2 на рис 2.12, г по характеру образования остаточных напряжений близок к кольцевым швам при сварке труб. Это предопределяет необходимость выделения таких швов в отдельную группу.

 
 

Остаточные напряжения в круговых швах изменяются в очень широких пределах в зависимости от диаметра кругового шва, соотношения жесткости внутренней и наружной деталей, вида материала и режима сварки.

Рис. 2.12

 
 

Рассмотрим простейший случай, когда круглый элемент вваривается в большую пластину (рис. 2.13, а).

Рис. 2.13

Из за неодновременной заварки шва и наложения температурных полей следовало бы ожидать неодинакового распределения напряжений в соединении по длине шва. Однако практически значимые отличия в распределении напряжений наблюдаются лишь в зоне встречи начала и конца шва. В остальных точках распределение напряжений осесимметричное, особенно если диаметр кругового шва достаточно большой.

В круговом соединении целесообразно выделить три зоны: внутреннюю 1, среднюю 2 и внешнюю 3. В зоне 2, как и в обычном прямолинейном шве наблюдаются высокие продольные растягивающие напряжения. Они в данном случае будут окружными, то есть направленными по касательной к окружности соответствующего радиуса (от r1 до r2), и обозначаются σ t. Если следовать по радиусу из зоны 2 в зону 3, то очевидно окружные напряжения будут оставаться растягивающими и с увеличением радиуса снижаться до нуля.

Радиальные напряжения в зоне 1 могут быть сжимающими, растягивающими и знакопеременными. Величина этих напряжений в каждом случае зависит от соотношения жесткости элементов в зонах 1 и 3, от радиуса шва и соотношения между величиной поперечной усадки при сварке и шириной зоны продольных пластических деформаций bп. Количественные соотношения в каждом случае будут различны. Однако в любом случае наблюдается следующая тенденция: поперечная усадка соединения вызывает и в зоне 1 и в зоне 3 растягивающие радиальные напряжения σ r, продольная усадка (в данном случае окружная) вызывает (в связи с уменьшением радиуса шва) в зоне 1 сжимающие напряжения σ r а в зоне 3 - растягивающие. Радиальные напряжения на радиусе r2 всегда больше, чем на радиусе r1. Это происходит оттого, что на радиусе r2 и окружная усадка и поперечная способствуют растяжению, а на радиусе r1; окружная и поперечная усадки действуют в противоположные стороны.

После рассуждений на качественном уровне целесообразно проанализировать результаты экспериментальных исследований напряжений в круговых швах (рис. 2.13, 6). На рисунке показаны радиальные и окружные напряжения в тонких круглых дисках из титанового сплава наружного диаметра 130 мм, в которых были выполнены швы диаметром 40 и 80 мм. Несимметричность экспериментальных кривых σ t и σ r обусловлена неодновременностью укладки шва и погрешностью замеров, на ходе кривых сказался и сравнительно небольшой диаметр пластины. По мере увеличения диаметра шва растягивающие напряжения в центре переходят в сжимающие. В самом шве напряжения сохраняются растягивающими, но окружные напряжения σ t преобладают над радиальными σ r.

 


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.006 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал