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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 70

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ливаемое уровнем горизонтального участка кривой жит в следующих интервалах напряжений (рис. 113): для первого исхода испытаний

Р = 0 , 0 3 ^ „

^

Р = 0 , 9 5

для второго исхода

усталости, ле­

(58)

Я=0,24 — 0,5 к Г / л ш 2 < с т л < о > = 0 ' 7 5 — 0,5

кГ/мм2,

(59)

где о> — граница рассеяния предела выносливости,

установленная

по данным представительной выборки и отвечающая заданной

ве­

роятности неразрушения Р.

 

 

 

Ов->-

 

 

-Я=вЯ О.ЗнГ/мн1

 

1 Тр~'0.95

 

 

0?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W * i c ' —

 

 

 

б

N

Рис. 113. Схема

границы рассеяния

предела

выносливости:

 

а — первый исход

испытаний; б — второй исход

испытаний.

 

 

При рассмотренном способе нахождения а, нормативное сопро­

тивление усталости Rf для первого и второго

исходов

испытаний

определяются

соответственно

так:

 

 

 

и

= аг — Да8

 

(60)

 

= о> — Да? 0,5 кГ/мм2,

 

(61)

где аг среднее значение предела

выносливости, установленное

по кривым а — N, в которых

положение горизонтального участка

определяется

минимальным числом

образцов;

Да?

отклонение

верхней границы рассеяния предела выносливости, обеспечиваю­ щей значимость появления каждого из описанных выше исходов

испытаний с вероятностью 6 >

0,05 от нижнего доверительного ин­

тервала of,

установленного по данным представительной выборки.

С

учетом

неравенств

(58) и (59) максимальные отклонения

R"

от of

соответственно для

первого и второго исходов испытания

со­

ставляют

 

 

 

 

 

 

Д о Г х =

До>в +Да;',

(62)

 

 

До>т ах =

До>в +

До-? + 0,5 [кГ/мм2].

(63)

Здесь

Да" — отклонение

нижней границы рассеяния предела

вы­

носливости от нижнего доверительного интервала а?.

189



Для рассмотренных типов сварных соединений параметры Дет?

До" и Да, т а ч , установленные по данным представительных выборок, сведены в табл. 47.

Из табл. 47 следует, что параметр Да?, определяющий норматив­ ное сопротивление усталости при первом исходе испытаний, и пара­

метр Да? + 0,5 кПмм2,

определяющий

R" при втором исходе испы­

таний, равны между собой. Практически

они не зависят

от

вида

Т а б л и ц а 47. Значения Аа"г,

да™ и Дсг^различных сварных соединений,

кГ1ммг

 

 

ПерпыЛ исход

Второй исход испытания

 

 

 

испытания

 

Соединение и

характеристика

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

цикла

 

 

а т а х

 

ДО?+0,5

 

Л а т а х

 

 

Да*

4

Г

До"

 

 

 

 

 

 

 

 

Стыковые, г = —1

0,98

0,49

1,47

0,44

0,94

0,17

1,11

Нахлесточное, г = —1

1,03

0,53

1,56

0,52

1,02

0,15

1,17

Нахлесточное,

г = 0

1,10

0,73

1,83

0,56

1,06

0,26

1,26

Соединение с

перасекаюиди-

0,89

0,50

1,39

0,43

0,93

0,17

1,10

мися швами, г = —1

Средние

значения

1,00

0,56

1,56

0,49

0,99

1,19

1,16

соединения и характеристики цикла. Это позволяет объединить фор­ мулы (60) и (61) и определить нормативное сопротивление усталости сварных соединений из выражения

R"r=<yr 1,0 [кГ/мм2]. '

(64)

Таким образом, в зависимости от объема выборки нормативное сопротивление усталости сварных соединений R" рекомендуется определять либо по формуле (54) (в случае представительной выбор­ ки, позволяющей установить нижний доверительный интервал аг ), ли­ бо по равенству (64) (когда аг соответствует горизонтальному участ­ ку кривой усталости, положение которого определяется исходом испытания двух образцов на заданной базе испытания). Величины R", установленные по формулам (54) и (64), могут совпадать или раз­ личаться максимум на 1,2—1,5 кГ/мм2 (в последнем случае меньшие значения дает формула (64), а параметр AR (Р), характеризующий вероятность неразрушения соединения, не зависит от рассмотрен­ ных способов определения R", вида соединения и характеристики цикла. Его рекомендуется принимать в соответствии с данными табл. 46.

В главе I I I было установлено, что линии предельных напряже­ ний аг различных сварных соединений параллельны и наклонены под углом 45° к оси абсцисс, отвечающей значениям a m i n в диаграм­ ме am i n , а т а х или ат в диаграмме ат, сттах. Такая закономерность

190


Т а б л и ц а 48. Расчетные сопротивления усталости R r < кГ/мм*,

сварных со­

единений малоуглеродистых, низколегированных и высокопрочных сталей (/> =0,95)

Вид соединения

Класс

 

 

 

а ч

 

сталей

 

 

Стыко­

V О

 

 

 

 

с

ч

 

 

 

 

вое

о

о

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п « =

 

 

 

 

|

з

1

 

 

 

 

д

о

2

 

 

 

 

Л ™ а

 

 

 

 

Us3

Малоуглеро­

-1,00

5,0

 

3,7

дистые,

низ­

-0,95

5,2

 

3,9

колегирован­

-0,90

5,4

 

4,0

ные и высо­

-0,85

5,6

 

4,2

копрочные

-0,80

5,8

 

4,3

 

 

-0,75

6,0

 

4,5

 

 

-0,70

6,2

 

4,7

 

 

-0,65

6,4

 

4,9

 

 

-0,60

6,6

 

5,1

 

 

-0,55

7,0

 

5,3

 

 

-0,50

7,2

 

5,5

 

 

-0,45

7,5

 

5,7

 

 

-0,40

7,9

 

6,0

 

 

-0,35

8,2

 

6,3

 

 

-0,30

8,6

 

6,6

 

 

-0,25

9,0

 

6,9

 

 

-0,20

9,4

 

7,3

 

 

-0,15

9,9

 

7,7

 

 

-0,10

10,4

 

8,1

 

 

-0,05

11,0

 

8,5

 

 

0,00

11,6

 

9,0

 

 

0,05

12,3

 

9,6

 

 

0,10

13,1

 

10,2

 

 

0,15

14,0

10,9

 

 

0,20

14,9

 

11,7

 

 

0,25

16,0

 

12,6

 

 

0,30

17,3

 

13,6

 

 

0,35

18,7

 

14,7

 

 

0,40

20,4

 

16,1

Низколеги­

0,45

22,4

 

17,7

рованные

и

0,50

24,8

 

19,6

высокопроч­

0,55

27,8

 

22,0

ные

 

 

 

 

24,9

Высокопроч­

0,60

31,4

 

ные

 

0,65

36,1

 

28,7

 

 

0,70

42,4

33,8

 

 

0,75

51,2

40,8

 

 

0,80

 

51,4

 

 

0,84

 

 

 

 

 

 

0,85

 

 

 

 

0,87

0,90

«Бо.*

3,9

4,1

4,2

4,4

4,5

4,7

4,9

5,1

5,3

5,5

5,8

6,0

6,3

6,6

6,9

7,2

7,6

8,0

8,4

8,9

9,4

10,0

10,7

11,4

12,2

13,1

14,2

15,4

16,8

18,4

20,4

22,9

25,9

29,9

35,1

42,4

53,4

га it

ff)

 

? >-х s

 

 

о

ч =

а

 

 

= г J

Й

 

 

= •*

О

 

 

ч g о

 

С^Х со

Ч

 

и

GJ L-

 

 

а о . 2

Й =

 

С

о о

g

S

 

= а Е Э

 

 

2,6

1,8

 

 

2,7

1,9

 

 

2,9

2,0

 

 

3,0

2,1

 

 

3,1

2,2

 

 

3,2

2,3

 

 

3,4

2,4

 

 

3,5

2,6

 

 

3,7

2,7

 

 

3,9

2,8

 

 

4,0

3,0

 

 

4,2

3,1

 

 

4,4

3,3

 

 

4,7

3,5

 

 

4,9

3,7

 

 

5,2

3,9

 

 

5,5

4,1

 

 

5,7

4,3

 

 

6,1

4,6

 

 

6,4

4,9

 

 

6,8

5,2

 

 

7,3

5,6

 

 

7,8

6,0

 

 

8,3

6,4

 

 

8,9

6,9

 

 

9,6

7,5

 

 

10,4

8,2

 

 

11,4

8,9

 

 

12,4

9,8

 

 

13,7

10,8

 

 

15,2

12,0

 

 

17,1

13,6

 

 

19,4

15,4

 

 

22,4

17,9

 

 

21,1

 

 

26,4

 

 

25,6

I

 

32,0

 

32,4

24,4

 

40,4

 

50,9

40,9

30,9

 

 

 

43,8

33,1

 

 

 

50,7

38,4

 

 

 

 

50,5

П р и м е ч а н и е . Линиями очерчены границы применимости значений Rr только для низ­ колегированных н высокопрочных сталей.

191


позволяет найти аг по одному из известных значении предела вынос­

ливости,

например

а0

или а_ь

Поскольку

 

а*• (max)

 

°r

(mia)

+ <*0 и о, (min)

r r j m a x ,

получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

° 7

(max) —

1 — г

 

 

 

 

 

 

 

(65)

'•Ягтах.кГ/ш-

 

 

 

 

 

 

 

или

в

 

случае

выражения

55

 

 

 

 

 

 

 

 

<Мтах> ч е Р е з сг_1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(66)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OV (max)

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соответственно

формулы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для

определения

норматив­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ных

R"

и

расчетных

сопро­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тивлений

 

Rr

приобретают вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 — г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

[кГ/мм2

или

/?"

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

[кГ/мм2];

(67)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

5

10 15

20

25

30

 

^.КГ/им1

 

 

 

Rr(P)

=

 

 

Рис. 114. Диаграмма

расчетных сопро­

 

 

 

-l—AR(P)

 

[кГ/мм2]

тивлений

усталости

для

вероятности

 

 

 

 

неразрушения Р = 0,95 основных типов

 

или

R, (Р)

=

 

 

сварных

соединений

малоуглеродистых-

 

 

 

низколегированных

и

высокопрочных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сталей:

 

 

 

 

 

 

 

 

— ' I — AR(P)

[кГ/мм2].

/ — стыковые; 2 — стыковые,

пересекаемые

продольными

швами; 3

— прикрепление фа-

 

 

 

 

 

 

 

 

(68)

сонок в стык; 4— прикрепление

планок, ре ­

 

 

 

 

 

 

 

 

бер и д р у г и х

вспомогательных

элементов;

Эти формулы и подсчитан­

5 — нахлесточные с обваркой

по

контуру;

6 — нахлесточные с фланговыми

швами; 7,

ные по ним значения

Rr,

от­

8 и 9 — расчетные

сопротивления

по у с л о ­

вечающие

вероятности

нераз­

вию статического

нагружения

R

соответ­

ственно

 

малоуглеродистых,

н и з к о л е г и р о ­

рушения

Р =

0,95

и

относя­

ванных

и

высокопрочных сталей .

 

 

щиеся

к

необработанным

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сварным соединениям малоуглеродистых и низколегированных

сталей,

рекомендуются [95] для использования на практике

(табл. 48

и рис. 114).

Вероятностно-статистический подход к оценке сопротивляемос­ ти сварных соединений усталостным разрушениям позволяет под­ нять значения Rr. Несмотря на то что в их основу положены наибо­ лее низкие пределы выносливости, полученные на базе 107 с учетом влияния остаточных напряжений, установленные расчетные сопро­ тивления Rr для наиболее распространенных характеристик цик­ ла г заметно выше принятых в настоящее время в различных нормах проектирования (рис. 115)..

При отрицательных характеристиках цикла и особенно прибли­ жающихся к минус единице (когда растягивающие остаточные

192