Расчет швов встык в элементах, воспринимающих изгибающий момент.

При действии изгибающего момента расчет шва встык (рисунок 2) производится так же, как и расчет самого изгибаемого элемента, но при расчетном сопротивлении сварного шва, принимаемом по таблице 1. При этом нормальные напряжения в шве проверяются по формуле:

(5)

где W_ш – момент сопротивления шва, равный

;

δ_min – наименьшая толщина соединяемых элементов.

При изгибе часть шва испытывает растяжение, а часть — сжатие, поэтому расчетную характеристику для шва следует принимать в зависимости от при-нятых способов сварки и контроля качества шва в соответствии с указаниями, приведенными выше.

Рисунок 2. Распределение напряжений в стыковом шве при изгибе.

Соединения внахлестку.

Соединения внахлестку осуществляются при помощи угловых швов. Угловые швы могут быть фланговые (рисунок 3, а) и лобовые (рисунок 3, б).

Фланговые швы работают на срез, и разрушение их происходит от среза. Лобовые швы испытывают одновременно срез, растяжение (или сжатие) и изгиб, вызванный эксцентриситетом приложенных к нему сил. Но так как лобовые швы разрушаются так же, как и фланговые, от среза, то это дает основание рассчитывать и те и другие только на срез.

Лобовые швы с равными катетами могут быть: нормальные — с ровной поверхностью, с вогнутой поверхностью к с выпуклой поверхностью (рисунок 4). Чем более плавным сделан переход от шва к основному металлу, тем вибрационная прочность соединения выше; поэтому вогнутые швы обладают наилучшей вибрационной прочностью.

В конструкциях, воспринимающих статические нагрузки, соотношения размеров катетов для фланговых и лобовых швов следует принимать 1:1, а в конструкциях, воспринимающих динамические и вибрационные нагрузки,—для фланговых швов 1: 1 и для лобовых швов 1: 1,5; при этом большой катет должен быть направлен вдоль усилия, воспринимаемого лобовым швом.

Рисунок 3. Соединения внахлестку посредством угловых швов:

а – фланговых; б – лобовых.

Соединения фланговыми швами дают наиболее высокие эффективные коэффициенты концентрации напряжений (β = 3,4 для Ст. 3; β = 4,4 для низколегированных сталей), что объясняется сосредоточенностью передачи усилий в этих соединениях и неравномерностью работы фланговых швов по их длине: чем длиннее шов, тем неравномернее передача усилия по его длине. По-этому наибольшая расчетная длина флангового шва ограничивается величиной, равной 60h_ш (h_ш — катет углового шва), за исключением сопряжений, в которых усилие, воспринимаемое фланговым швом, возникает на всем его протяжении (например, поясные швы балок); в последнем случае длина шва не ограни-чивается.

Во избежание непровара в начале шва и кратера в конце шва, а также из-за трудности обеспечения хорошего провара на малой длине, расчетная длина флангового и лобового шва должна быть не менее 4 h_ш и не менее 40 мм.

С увеличением толщины шва прочность фланговых швов несколько уменьшается, поэтому катет угловых швов h_ш не должен превышать l,2δ_min. Минимальная толщина углового шва составляет 4мм, за исключением швов в деталях толщиной менее 4 мм.

В зависимости от толщины свариваемых элементов катет угловых однопроходных швов h_ш рекомендуется принимать не менее указанных в

таблице 2 величин.

Таблица 2. Минимальные катеты h_ш угловых швов