Особенности применения сварных соединений — реферат

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение…………………………………………………………….………3
1. Особенности применения сварных соединений ……………………………3
2. Методы расчёта прочности сварных соединений при
переменных нагрузках. ………………...………………………………………..3
3. Методы повышения прочности сварных соединений при переменных нагрузках. …………………………………………………………….…………. 5
Литература…………………………………………………………………….13

Введение
Большинство металлических конструкций состоит из соединенных между собой отдельных элементов. Соединения могут быть подвижными и неподвижными, разъемными и неразъемными.
Неразъемные соединения металлических элементов в современных условиях осуществляются при помощи сварки, пайки, клепки и склеивания.
Наиболее совершенными видами соединений металлических элементов являются сварные и паяные. В этих случаях между соединяемыми элементами возникает металлическая форма связи.
Сварка и пайка являются очень древними процессами. Однако только в конце XVIII столетия началось быстрое развитие сварки, связанное с интенсивным развитием промышленности. Следует отметить, что разработка и практическое применение основных современных методов сварки были осуществлены в те времена замечательными русскими инженерами Н. Н. Бенардсоном и Н. Г. Славяновым.
1. Особенности применения сварных соединений.
По сравнению с другими типами неразъемных соединений сварные соединения в настоящее время являются наиболее распространенными — это объясняется тем, что они наиболее прочные, технологичные и экономичные. Применение сварных конструкций, например, взамен литейных позволяет снизить их массу более чем на 30%.
Тем не менее сварные соединения обладают целым рядом существенных недостатков:
-нагрев места шва при сварке изменяет механические свойства основного металла в сторону их ухудшения;
-неоднородный нагрев приводит к возникновению остаточных напряжений и, как следствие, к остаточным деформациям;
- в сварном шве имеет место существенная анизотропия свойств металла;
- области сварного шва возникают местные напряжения, существенно влияющие на его прочность, особенно в условиях переменного нагружения;
-высокая концентрация напряжений и другие неблагоприятные факторы делают сварные соединения недолговечными при переменной внешней нагрузке, особенно в условиях ударного нагружения;
контроль качества сварного шва довольно сложен и не всегда экономически оправдан.
По виду взаимного расположения свариваемых деталей сварные соединения бывают стыковыми, нахлесточными, тавровыми, угловыми и точечными. В данной статье речь пойдет о расчете шовных сварных соединений.
2. Методы расчёта прочности сварных соединений при переменных нагрузках.
Традиционные методы расчета и проектирования сварного соединения при постоянной внешней нагрузке зависят от типа соединения, способа сварки и вида шва. Кроме общих предположений, характерных для расчета прочности вообще, при построении моделей сварных соединений для выполнения приближенных инженерных расчетов делаются некоторые дополнительные допущения, свойственные именно этому типу соединений:
свариваемые детали считаются недеформируемыми, а сварные швы — напротив, податливыми;
-не учитываются концентрации напряжений, наличие которых характерно для мест резкого изменения формы, а расчет выполняется только по номинальным напряжениям;
-материал шва считается однородным и изотропным;
-деформации считаются малыми и пропорциональными напряжениям;
-сечения, которые до начала деформирования были плоскими, сохраняют форму.
Определение распределения напряжения по сварному шву основывается на принципе суперпозиции, или независимого действия сил. Погрешности, возникающие в рамках используемых моделей, следует учитывать путем введения коэффициентов запаса прочности. Существенная доля погрешности вносится предположением об абсолютной жесткости соединяемых деталей и податливости сварных швов. Особенно это сказывается на проектировании сварных швов при сварке тонких деталей.
3. Методы повышения прочности сварных соединений при переменных нагрузках.
В сварных конструкциях предел выносливости зависит от материала, технологического процесса сварки, формы конструкции, а также от рода усилия и характеристики цикла нагружения. Влияние технологического процесса сварки на прочность при переменных нагрузках обычно изучают на образцах стандартного типа, имеющих стыковые швы. В образцах со снятым усилением концентрация напряжений практически отсутствует. Как показали результаты многочисленных опытов, в таких обработанных сварных образцах из углеродистых и ряда низколегированных конструкционных сталей отношение

σ-1СВ/σ-1 = 0,9
где
σ-1 — предел выносливости образца из основного металла при симметричном цикле;
σ-1 СВ — предел выносливости стыкового сварного соединения.
Значения предела выносливости при автоматической сварке более стабильны, нежели при ручной. Это объясняется лучшим качеством сварных швов.

Комментарии: