焊接残余变形和残余应力.ppt

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1、3.5焊接残余变形和残余应力一、现象和及其产生的原因1、现象焊件局部弯曲或翘曲。a)b)c)d)e)2、应力分布焊接残余应力是一组自平衡应力。3、产生原因不均匀降温。二、对结构的影响1、降低结构刚度压应力存在降低结构刚度、降低屈曲应力。2、导致脆性破坏发生三向应力。3、发生焊接残余变形引起附加内力，降低屈曲强度。4、不影响静力强度自平衡应力。三、减少焊接残余变形和应力的方法（一）设计方面焊缝尺寸应适当、不要随意加大焊脚尺寸：焊缝应尽可能对称布置．且不宜过分集中(图a)和三向相交。遇到以上情况时应采取措施加以

2、改善(图b、c)1、合理焊接顺序；(二)制造加工方面2、对称焊缝、对称施焊；3、采用预先反变形；3.6普通螺栓连接一、普通螺栓连接的构造1、螺栓的规格(1)普通螺栓的形式为六角头型。其代号用M和公称直径数表示。如M16、M20等。(3)分为A级、B级和C级三种(2)常用螺栓直径为d=16，20，24mm(4)C级为粗制螺栓，螺杆表面粗糙，螺孔直径比螺杆大1.5~2mm，制作安装方便。C级螺栓变形大，多用于围护结构或次要结构连接。(3)A级和B级为精制螺栓，螺杆、螺孔加工精度高，制作安装复杂，螺栓等级为8.8

3、级。很少用，已被高强度螺栓代替。2、螺栓的排列(简单、统一、整齐、紧凑）(1)基本形式：并列和错列(2)排布参数：端距，边距，中距为什么要限制中心距？(3d0)太小：连接中易沿螺孔间折线或直线破坏；不便施工太大：不紧密易锈蚀，受压时局部失稳。+++++++++++++e1e2e3e4最大、最小距离限值见P54表3.5。为什么限制边距、端距？(2d0、1.5d0、1.2d0)太小：栓钉至边（端）钢板易被子剪断。太大：不紧密，易锈蚀和变形。(3)排布尺寸要求BACKNNb)NNa)螺栓受剪c)N上两排螺栓受拉2

4、、受拉螺栓连接——外力于栓干平行通过螺栓抗拉保持连接。1、受剪螺栓连接——外力与栓杆垂直以螺栓抗剪形式使连接件紧密连接。二、普通螺栓连接的受力性能和计算3、同时受拉剪螺栓连接a、螺杆被剪断b、连接件半孔壁挤压破坏c、钢板拉（压）断d、钢板剪坏e、螺杆弯曲破坏e)Aa)ABb)BAc)Ad)35º35ºa1A一、受剪螺栓连接1、五种破坏形式螺栓剪断2、单个螺栓受剪时的工作性能高强度螺栓N/mm2ab123412s粗制螺栓δ(mm)0③弹塑性工作阶段(2后)螺杆与孔壁接触、挤压。②相对滑移阶段(1-2)传递的剪

5、力大于摩擦力，连接板间相对滑移。①弹性工作阶段(0-1)传递的剪力小于板间的摩擦阻力，连接板间相对位置保持不变。螺栓工作分以下三阶段3、单个螺栓的承载力计算分螺栓抗剪和螺栓承压两种情况：图受轴力作用螺栓群剪力分布图3-54螺栓的承压面N/5V=Nl1实际承压面计算承压面实际的假定的l1l2∑t——连接件最小承压总厚度fcb——螺栓承压设计强度（3-37）（3-38）①螺杆抗剪NVb——一个螺栓的抗剪设计承载力nv——受剪面数目。单剪nv=1，双剪nv=2d——螺杆直径（公称直径，附录三表3-5。常用16、2

6、0、22、24等，最常用16、20）fvb——螺栓抗剪设计强度，由附表1.3给出。②螺杆承压N/2N/2N/3N/3N/3acbde③式（3-37）、（3-38）说明d)上述承载力未计入摩擦。c)Nvb和Ncb计算式中的受剪面数nv，上图中nv=4。a)螺栓承载力是Nvb和Ncb中之最小值，Nbmin。b)∑t取a+b+c和d+e之间的最小值。（3-37）（3-38）（1）受剪螺栓连接受轴心力作用的计算NN++++++++++++++++NNL1目标：确定螺栓数目n和排列。4、受剪螺栓连接的计算a、连接所需

7、螺栓数目（假设每个螺栓的受力相同）此时，螺栓剪力分布明显不均，距外力N最近的一排螺栓受力最大，会首先破坏并依次逐排朝内破坏。为保证其安全，将承载力乘降低系数。②l1＞15d0情况n——所需螺栓数N——轴心力Nbmin——Nvb和Ncb中之较小值①l1≤15d0情况②l1＞15d0情况此时，螺栓剪力分布明显不均，距外力N最近的一排螺栓受力最大，会首先破坏并依次逐排朝内破坏。为保证其安全，将承载力乘降低系数。b、构件净截面强度验算——排列设计①验算公式N——连接件或构件验算截面上的轴心力设计值An——连接件

8、或构件在验算截面上的净截面面积f——钢材的抗拉（或抗压）强度设计值螺栓并列排列NN/2连接件受力变化图NN++++++++++++++++NNl1N/2N盖板受力变化图IIIIII连接构件的不利截面为I-I盖板的不利截面为II-IIAn=(b-n1d0)tAn=2(b-n2d0)t1NN++++++++++++++++++++++e4e46e1e21122螺栓错列排列除对1-1截面（绿线）验算外，还应对2-2截面