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1、hehfhf普通式普通式hehf1.5hf平坦式平坦式1 1、角焊缝的形式、角焊缝的形式: :一、角焊缝的形式和受力分析一、角焊缝的形式和受力分析3.3 角焊缝的构造与计算角焊缝的构造与计算直角角焊缝、斜角角焊缝直角角焊缝、斜角角焊缝（1）直角角焊缝hehfhf凹面式凹面式（2）斜角角焊缝对于对于135135o o或或606mmt16mm时，时，h hf,maxf,maxt1-(1t1-(12)mm2)mm；hf ft t1 1t3.3.侧面角焊缝的最大计算长度侧面角焊缝的最大计算长度 侧面角焊缝在弹性工作阶段沿长度方向受力不均，侧面角焊缝在弹性工作阶段沿长度方向受力不均，两端大而中间小。焊缝
2、长度越长，应力集中系数越大。两端大而中间小。焊缝长度越长，应力集中系数越大。如果焊缝长度不是太大，焊缝两端达到屈服强度后，如果焊缝长度不是太大，焊缝两端达到屈服强度后，继续加载，应力会渐趋均匀；当焊缝长度达到一定的继续加载，应力会渐趋均匀；当焊缝长度达到一定的长度后，可能破坏首先发生在焊缝两端，故：长度后，可能破坏首先发生在焊缝两端，故：注注： 1 1、当实际长度大于以上值时，计算时不与考虑；、当实际长度大于以上值时，计算时不与考虑； 2 2、当内力沿侧焊缝全长分布时，不受上式限制。、当内力沿侧焊缝全长分布时，不受上式限制。4.4.侧面角焊缝的最小计算长度侧面角焊缝的最小计算长度 对于焊脚尺寸
3、大而长度小的焊缝，焊件局部加热对于焊脚尺寸大而长度小的焊缝，焊件局部加热严重且起落弧坑相距太近，以及可能产生缺陷，使焊严重且起落弧坑相距太近，以及可能产生缺陷，使焊缝不可靠。故为了使焊缝具有一定的承载力，规范规缝不可靠。故为了使焊缝具有一定的承载力，规范规定：定：5. 搭接连接的构造要求搭接连接的构造要求 当板件端部仅采用两条侧面角焊缝连接时：当板件端部仅采用两条侧面角焊缝连接时： A、为了避免应力传递的过分弯折而使构件中应力为了避免应力传递的过分弯折而使构件中应力 不均，规范规定：不均，规范规定：t1t2b、为了避免焊缝横向收缩时、为了避免焊缝横向收缩时引起板件的拱曲太大，规范规引起板件的拱
4、曲太大，规范规定：定：D. 在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度 的的5倍，且不得小于倍，且不得小于25mm。 C. 当角焊缝的端部位于构件转角处时，应作当角焊缝的端部位于构件转角处时，应作2 2h hf f的的绕绕 角焊角焊，且转角处必须连续施焊。，且转角处必须连续施焊。b2hf ft1t2 试验表明侧面角焊缝主要承受剪力，强度相对较试验表明侧面角焊缝主要承受剪力，强度相对较低，塑性性能较好。因外力通过焊缝时发生弯折，故低，塑性性能较好。因外力通过焊缝时发生弯折，故剪应力沿焊缝长度分布不均匀，两端大中间小，剪应力沿焊缝长度分布不均匀，两端大中间
5、小，lw w/ /h hf f越大剪应力分布越不均匀越大剪应力分布越不均匀。剪应力剪应力f fA. A. 侧面焊缝应侧面焊缝应力分析力分析Nlw wN三、直角角焊缝的基本计算公式三、直角角焊缝的基本计算公式应力分析应力分析B. 破坏形式破坏形式A. A. 正面焊缝应力分析正面焊缝应力分析 正面角焊缝受力复杂，应力集中严重，塑性较差，正面角焊缝受力复杂，应力集中严重，塑性较差，但强度较高，与侧面角焊缝相比可高出但强度较高，与侧面角焊缝相比可高出35%-55%35%-55%以上。以上。B. B. 正面角焊缝的破坏形式正面角焊缝的破坏形式 1 1）假定）假定试验表明，直角角焊缝的破坏常发生在试验表明
6、，直角角焊缝的破坏常发生在喉部喉部，故通常将，故通常将4545o o截面作为计算截面，截面作为计算截面，其面积为其面积为 ，作用在该截面上的应力如下图所示假定截面上应力沿焊缝计算长度，作用在该截面上的应力如下图所示假定截面上应力沿焊缝计算长度均匀分布，破坏时按截面平均应力来确定其强度，且正面焊缝、侧面焊缝均采用均匀分布，破坏时按截面平均应力来确定其强度，且正面焊缝、侧面焊缝均采用统一强度设计值统一强度设计值f ff fw w：hfhehh1h2dehelw wh-h-焊缝厚度、焊缝厚度、h h1 1熔深熔深h h2 2凸度、凸度、d d焊趾、焊趾、e e焊根焊根.强度基本公式推导强度基本公式推
7、导）公式推导）公式推导条件：双面角焊缝的型连接，承受轴向力x,y如下图实际上计算截面的各应力分量的计算比较繁难，实际上计算截面的各应力分量的计算比较繁难， 为为了简化计算，规范假定：了简化计算，规范假定：焊缝在有效截面处破坏焊缝在有效截面处破坏，且，且各应力分量满足以下折算应力公式各应力分量满足以下折算应力公式: : 式中：式中：-焊缝金属的抗剪强度焊缝金属的抗剪强度helw w 整理得到：整理得到：一般强度计算表达式一般强度计算表达式f正面角焊缝强度增大系数；静载时取正面角焊缝强度增大系数；静载时取1.22，动载时取，动载时取1.0。、各种受力状态下的直角角焊缝连接计算、各种受力状态下的直角
8、角焊缝连接计算1 1、轴心力作用下、轴心力作用下）、）、仅采用侧面角焊缝连接：仅采用侧面角焊缝连接：）、正面角焊缝或作用）、正面角焊缝或作用力垂直于焊缝长度方向的力垂直于焊缝长度方向的角焊缝角焊缝NNlw wlw w）、两个方向力综合作用的角焊缝）、两个方向力综合作用的角焊缝NN4）、周围角焊缝NNf：侧面焊缝取侧面焊缝取.正面焊缝取正面焊缝取.斜焊缝按斜焊缝按讲解例题3.3作业：3.4、3.5注：上述所有角焊缝的长度计算均须在实际长度的基础上减去两倍焊脚尺寸、角钢角焊缝连接、角钢角焊缝连接A A、仅采用侧面角焊缝连接仅采用侧面角焊缝连接由力及力矩平衡得由力及力矩平衡得: :故故: :Ne1e
9、2bN1N2xxlw1w1lw2w2对于校核问题对于校核问题: :对于设计问题对于设计问题: :Ne1e2bN1N2xxlw1w1lw2w2B B、采用三面围焊采用三面围焊余下的问题同情况余下的问题同情况A，即即: :Ne1e2bN1N2xxN3lw1w1lw2w2认为认为N3作用在截面高度一半的位作用在截面高度一半的位置，则置，则由力及力矩平衡得由力及力矩平衡得:对于校核问题对于校核问题: :对于设计问题对于设计问题: :Ne1e2bN1N2xxN3lw1w1lw2w2C C、采用采用L L形围焊形围焊代入式（代入式（3-253-25）得）得: :对于设计问题对于设计问题: :Ne1e2bN
10、1xxN3lw1w15 5、N、M、V共同作用下共同作用下(1(1) )偏心轴力作用下角焊缝强度计算偏心轴力作用下角焊缝强度计算NeNx xNy yMANxNxM MNyNyh he eh he et t( (2) ) V、M共同作用下共同作用下( (牛腿与拄连接牛腿与拄连接) )焊缝强度计算焊缝强度计算( (例例3.63.6) )h1fAfAfBfBf f对于对于A点：点：式中：式中：I Iw w全部焊缝有效截面对中和轴的惯性矩；全部焊缝有效截面对中和轴的惯性矩； h h1 1两翼缘焊缝最外侧间的距离。两翼缘焊缝最外侧间的距离。xxh h2BBAh1MeFVM认为竖向剪力只由腹板上的焊缝承担
11、，且应力为均匀分布对于对于B点：点：强度验算公式：强度验算公式：式中：式中：h h2 2、lw,2w,2腹板焊缝的计算长度；腹板焊缝的计算长度； h he,2e,2腹板焊缝截面有效高度。腹板焊缝截面有效高度。h1f1f1f2f2f fxxh h2BBAh1MVM假定假定: :A A、被连接件绝对刚性，焊缝被连接件绝对刚性，焊缝为弹性，即：为弹性，即：T T作用下被连作用下被连接件有绕焊缝形心旋转的趋接件有绕焊缝形心旋转的趋势；势；B B、T T作用下焊缝群上任意点的作用下焊缝群上任意点的应力方向垂直于该点与焊缝应力方向垂直于该点与焊缝形心的连线，且大小与形心的连线，且大小与r r成成正比；正比
12、；C C、在在V V作用下，焊缝群上的应作用下，焊缝群上的应力均匀分布。力均匀分布。3、T、V、N共同作用下共同作用下将将F F向焊缝群形心向焊缝群形心简化得简化得: : V=FV=F T=F(e T=F(e1 1+e+e2 2) )Fe1AA故：该连接的设计控制点故：该连接的设计控制点 为为A A点和点和A A点点e2x0l1l2xxyy0TVrxxyyrrxryATAxTAxTAyTAyTATA0VyVyh he eT作用下作用下A点应力点应力: :将其沿将其沿x x轴轴和和y y轴分解轴分解: :e2x0l1l2xxyyAA0TVr剪力剪力V作用下作用下, ,A A点应力点应力: :A A点垂直于焊缝长度方点垂直于焊缝长度方向的应力为向的应力为: :A A点平行于焊缝长度方点平行于焊缝长度方向的应力为向的应力为: :强度验算公式：强度验算公式：V V轴力轴力N作用下作用下, ,A A点应力点应力: :xxyyrrxryATAxTAxTAyTAyTATA0VyVyh he e
