Automatic Welding, 2014, №08



2014 №08 (03)

2014 №08 (05)

---

Журнал «Автоматическая сварка», № 8, 2014, с. 28-34
 

ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРОВ ВЫПУКЛОСТИ ШВА НА НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СТЫКОВОГО СОЕДИНЕНИЯ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ

Г. В. ЕРМОЛАЕВ, В. А. МАРТЫНЕНКО, И. В. МАРУНИЧ

Нац. ун-т кораблестроения им. Адмирала Макарова. 54025, г. Николаев, просп. Героев Сталинграда, 9. E-mail: welding@nuos.edu.ua
 
Реферат
С целью выяснения возможности компенсации пониженной прочности металла шва увеличением размеров выпуклости стыкового соединения и установления зависимости необходимой высоты выпуклости от соотношения прочности шва и основного металла проведено исследование уровня и характера распределения напряжений в стыковых соединениях при нагружении их растяжением при различных размерах выпуклости. Исследования проводили методом компьютерного моделирования на стыковых соединениях видов С25 и С21. Варьировались высота и ширина выпуклости при постоянной толщине основного металла. Форма выпуклости принималась в виде дуги. Изучали поля всех составляющих напряжений, а также их эпюры в различных сечениях шва. Полученные величины коэффициентов концентрации (1,8…2,3) при изменении размеров выпуклости в довольно широких пределах подтвердили адекватность моделирования. Вместе с тем показано, что наличие выпуклости в симметричном соединении вида С25 несколько снижает уровень максимальных растягивающих и эквивалентных напряжений внутри металла шва, что дает возможность компенсировать снижение его прочности по сравнению с основным металлом, но это снижение непропорционально увеличению площади сечения. Получено выражение, позволяющее рассчитать необходимую величину выпуклости в соединении в С25 вида при известной степени снижения прочности наплавленного металла по сравнению с основным. Наличие выпуклостей и их размер в несимметричном соединении вида С21 практически не влияет на уровень максимальных эквивалентных напряжений в сечении по оси шва, поэтому компенсировать пониженную прочность металла шва увеличением выпуклостей в таком соединении невозможно. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании стыковых соединений материалов, в частности, для соединений высокопрочных сталей, выполняемых аустенитными материалами, для которых существует проблема обеспечения равнопрочности металла шва и основного металла. Библиогр. 12, табл. 4, рис. 7.
 
Ключевые слова : стыковые соединения, распределение напряжений, размеры выпуклости, статическое нагружение
 
Поступила в редакцию 30.05.2014
Подписано в печать 15.07.2014
 
1. ГОСТ 5264–80. Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. – М.: ИПК Изд-во стандартов, 1993. – 65 с.
2. ГОСТ 8713–79. Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. – М.: ИПК Изд-во стандартов, 2005. – 39 с.
3. ГОСТ14771–76. Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. – М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000. – 39 с.
4. ГОСТ 2601–84. Сварка металлов. Термины и определения основных понятий. – М.: ИПК Изд-во стандартов, 1995. – 57 с.
5. ДСТУ 3761.3–98. Зварювання та споріднені процеси. Частина 3. Зварювання металів: з’єднання та шви, технологія, матеріали та устаткування. Терміни та визначення. – Київ: Державний комітет стандартизації метрології та сертифікації України, 1999. – 54 с.
6. Николаев Г. А., Куркин С. А., Винокуров В. А. Сварные конструкции. Прочность сварных соединений и деформации конструкций – М.: Высш. шк., 1982. – 272 с.
7. Николаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Расчет, проектирование и изготовление сварных конструкций. – М.: Высш. шк., 1971. – 760 с.
8. Кархин В. А. Влияние формы сварного шва на распределение напряжений при растяжении стыковых соединений большой толщины // Автомат. сварка. – 1985. – №9(390). –С. 25–8.
9. Стаканов В. И., Костылев В. И., Рыбин Ю. И. О расчете коэффициента концентрации напряжений в стыковых сварных соединениях // Там же. –1987. – №11(416). – С. 19–23.
10. Кархин В. А., Костылев В. И., Стаканов В. И. Влияние геометрических параметров стыковых, тавровых и крестовых соединений на коэффициент концентрации напряжений // Там же. – 1988. – №3(420). – С. 6–11.
11. Пустовит А. И., Воронин С. А., Ющенко К. А. Влияние концентрации напряжений на прочность сварных соединений мартенситной стали // Там же. – 1987. – №9(414). – С. 1–3.
12. Махненко В. И. Ресурс безопасной эксплуатации сварных соединений и узлов современных конструкций. – Киев: Наук. думка, 2006. – 620 с.