Файл: Труфяков, В. И. Усталость сварных соединений.pdf

срока службы локомотива (20—30 лет). Выносливость конструкции оценивается величиной запаса прочности

где п — запас прочности; o_i — предел выносливости стандартно­ го образца при симметричном цикле; от — среднее напряжение цик-

Амплитуда av устанавливается по результатам обработки осциллографических записей действующих в раме переменных напряже­ ний. Расчетная величина av находится либо путем выборки макси­ мальных размахов, либо в результате статистической обработки осциллограмм по методу размахов. В последнем случае расчетная

где аа — статистическая средняя величина амплитуды; 5„ — сред­ нее квадратическое отклонение амплитуды.

Эффективный коэффициент К рекомендуется устанавливать на основании стендовых испытаний или же путем оценки степени влия­ ния отдельных факторов, ее определяющих:

Для ориентировочного выбора коэффициента К и оценки испол­ нения сварных соединений допускается определять его величину исходя из приводимых в справочной литературе эффективных коэф­ фициентов концентрации напряжений Ко, используя при этом сле­ дующую зависимость:

где £ — коэффициент пропорциональности, для основных балок рамы тележек его принимают равным 0,5—0,6.

Рекомендуемая методика согласуется с общими принципами и формой расчетов на усталость деталей машин [141]. Вместе с тем

* Здесь и далее сохраняются буквенные обозначения, указанные в перво­ источниках.

170

очевидно, что для расчета сварных соединений с высокими остаточ­ ными напряжениями она требует некоторых уточнений.

Формула (15) для подсчета коэффициента запаса получена исхо­ дя из схематизированной диаграммы сг,„, crm a x (см. рис. 42, б) в

ни я остаточных напряжений. Когда в районе сварного соединения действуют значительные остаточные напряжения, более обоснован­ но исходить из того, что величина ( а а ) с о е д постоянна (см. гла­ вы I I и III) . В этом случае урав­

нение линии предельных напряже­ ний сварного соединения (рис. 106) принимает вид

точки АО, а также искомый запас прочности п наиболее просто [141] определяются путем совместного решения уравнений для линии

171

То же самое выражение для п можно получить из уравнения (15) подстановкой в него яр = 0.

Если исходить из одних и тех же пределов выносливости свар­ ных соединений при симметричном цикле напряжений (или же рав­ ных значений Ко), то полученные запасы прочности по формуле (24) более высокие, чем полученные по формуле (15). Однако, поскольку

рекомендуемые значения Ко, установленные по результатам испыта­ ния больших образцов с учетом влияния остаточных напряжений, выше принимаемых в настоящее время (см. табл. 21), запасы проч­ ности, подсчитанные по равенству (24), существенно снижаются. Поэтому представляет интерес сопоставить диаграммы допускаемых напряжений, полученные в соответствии с предпосылками, приня­ тыми при выводе формул (24) и (15).

В первом случае значения Ко и \\> должны приниматься равными рекомендуемым в настоящее время, а допускаемые напряжения

172

конструкций должна повышаться путем устранения выявленных недостатков, а не путем снижения допускаемых напряжений до уровня пределов выносливости дефектных соединений, как это сде­ лано в рассматриваемых нормах.

Для доброкачественных сварных соединений обычно рекоменду­

и сварных соединений остается постоянным, независимо от величи­ ны среднего напряжения цикла. В краностроении коэффициенты запаса п принято определять путем сопоставления расчетных на­ пряжений с табличными данными допускаемых напряжений. Те же значения п могут быть установлены расчетным путем:

В отличие от формулы (15) коэффициент при аа равен эффектив­ ному коэффициенту концентрации Ко- Значения Ка (см. табл. 21) и величина -ф = 0,2 определены по результатам испытаний сварных

174