搭接焊接头搭板的静强度分析及其它

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1、第卷第期连云港化工高等专科学校学报年月夕搭接焊接头搭板的静强度分析及其它季润东〔连云港化工高等专科学校化工系连云港摘要对搭接焊接头变形进行了力学分析给出了搭接板强度的计算公式。由此延仲出压力容器装焊错边变形时强度的计算公式关健词搭接焊搭接接头错边变形强度分类号,搭接接头是焊接结构中常见的一种接头形式许多文献对搭接接头焊缝的强度进行了较详。,,细地分析本文仅对搭接接头中搭接板的静强度进行分析讨论由此延伸出错边焊接时其静强度的计算公式,,和如图所示的搭接接头中设两块板的厚度分别为,宽度均为,接头搭接长度为,两板受均匀拉伸载荷单位宽度上的力,若

2、视接头为刚性体,对于搭接部位的截面中心线,,,·,己,应存在一个附加力偶杯如图所示这就是说对于受作用的接头,还应存在一个与冠方向相反的弯矩,否则就不能平衡但实际上,搭接接头不是刚性体,因而,,,,受载荷后可能出现两种情况其一当较大时在接头焊缝强度许可的情况下接头板产生塑性变形最终使保持在一条作用线上,如图所示其二工程中,这是较普遍的状态,当较小时,接群丫甲徽扮一山盯胡叨住︸乙一曝头变形仅处在弹性阶段,如图所示载荷在距·土口点较远处与板的轴线成。角,可分解为,创几了,使,两板受拉伸使两板弯曲变形引浙第辉起的弯矩为叽,其最大值为向牛日伴朋几·

3、·蠕叮,叮,,和凡口,实际工程中的作用点至点的距离要远大于,即‘,故可认为风。,“,二,则有图搭接接头圈接头受力与变形叭”叭姆心五几叮皿茂这样,搭接接头中,每块板的力学计算模型就如图所示,即既受拉伸载荷“。,。。又受弯曲载荷“。,《,当接头中两块板的材料相同而厚度不同时设只要对薄板进行静强度分析就可以了弯矩引起的最大应力为口,低呱二一一一二产”—哄亨叮,月了了函图力学计算模型收稿日期一第期季润东搭接焊接头搭板的静强度分析及其它拉伸载荷引起的应力为、、八接头板上总的最大应力是·、、叮,八由式可以看出,搭接接头上每块板的最大应力仅与接头承受的

4、载荷、板厚及两板轴线间的距离。有关,而与接头上每块板的表接头板测点应力值,·’,”““‘长度和共及两板搭接部分的长“闪河,。。度无关,用、,,正面反面正面反面正面反面正面反面例如计算值一一一一,乓,汉叮兰值一刃一一一的搭接接头,进行实际,,、、、,,。测量如图所示在板的正反两面上取四点贴片测量二巧,测量结果与计算值如表所示讨论由表可知,除点外,各点的误差都比较小,可见这种近视计算方法是可靠的,可以满足工程实际应用的需要点误差较大的原因是由于应变片贴点离焊脚很近,该处存在剪应变上述计算方法,还可应用于压力容器错边焊装的强度分析上壳体在安装焊

5、接时,若无错边变形,壳体上承受的力沿其轴线方向,为单向拉伸壳体截面二,,上的应力应为吼若发生错边变形如图所示设两壳体外壁壁厚分别为和,错边偏差为△,内侧偏差为,则壳体内的受力状态与搭接接头两板内的受力状态相似壳体内既受拉伸内力,又受弯矩最大弯矩仍可由式给出强度计算亦应在壁厚较小的壳体上进行壳体,内的最大应力亦可由式给出设最大应力为·。,丐八二二几闪对于不同的容器,不同的内压,可以直接由给定的公式求出,蒸一一。,土一式中的可以通过实际测定出的壳体外壁错边偏差乙求得由图可知图容器壳体的错边、,几乙当两壳体壁厚相同时,。二乙可运用的、两式,对发

6、生错边变形的容器进行强度计算对于受有内压的圆柱形容器,纵向无矩理论应力为。环向无矩理论应力为。一。,为圆柱壳中面直径当该容器在焊接环向对接缝时,发生错边变形的最大应力为尸甄在焊接纵向对接缝时,发生错边变形的最大应力为·几以刀,对于受内压为的薄壁球形容器,无矩理论应力是叽气,为球壳中面直径则在壳体对接焊缝上发生错边变形时,其最大应力为、·凡似尸,八对于受内压为的薄壁椭球壳体容器,经线方向和纬线方向的无矩理论应力分别为连云港化工高等专科学校学报第卷夕凡气一‘凡凡凡式中,,,,,’‘’尹占尹,’,,尹,尹,,”、分别为长半轴和短半轴当纬线方向的

7、对接缝发生错边时,最大应力为界界尸‘凡在经线方向的对接缝发生错边时,最大应力为,,,·,一八尸凡一凡凡‘‘根据设计准则—强度理沦,薄壁壳体的强度条件为日‘功,,,,劝为焊接系数由一式中为相当应力式可以算出在发生错边变形情况下容器所能承受的许可内压力这就使得在安装焊接中,出现错边变形的容器,得到安全可靠的使用,这在工程上有较好的实际应用价值必须指出,本文只对搭接板的强度进行分析讨沦,推导结果也只适用于板或壳体对于搭接焊缝的根部和趾部及其边缘,由于存在应力集中问题,上述公式不适用参考文献田锡唐焊接结构。北京机械工业出版社徐芝纶弹性力学北京人民

8、教育出版社哈尔滨工业大学理沦力学教研室理论力学北京人民教育出版社氏’,胡山小