【文章內(nèi)容簡介】 ，較為繁難。為此對(duì)驗(yàn)算公式進(jìn)行 簡化 wff3)(32//22 ????? ???wuf??? ?? )(32//22 ???wff3wufwff? 1 以圖 所示受斜向軸心力 N ( 互相垂直的分力為 N y 和N x ) 作用的直角角焊縫為例，說明角焊縫基本公式的推導(dǎo)。 N y在焊縫有效截面上引起垂直于焊縫一個(gè)直角邊的應(yīng)力 ? f ，該應(yīng)力對(duì)有效截面既不是正應(yīng)力，也不是剪應(yīng)力，而是??和??的合應(yīng)力。 ? 1 假定應(yīng)力均勻 分布則： weyflhN?? yN—— 垂直于焊縫長度方向的軸心力； eh—— 直角角焊縫的有效厚度， he = 0 .7 hf； wl—— 焊縫的計(jì)算長度，考慮起滅弧缺陷，按各條焊縫的實(shí)際長度每端減去 h f 計(jì)算。 由圖知，對(duì)直角角焊縫：?? = ?? = ? f /2 沿焊縫長度方向的分力 Nx，在焊縫有效截面上引起平行于焊縫長度方向的剪應(yīng)力： ???lhNexf??// ? 1 將上述應(yīng)力代入式 (), 則得直角角焊縫在各種應(yīng)力綜合作用下，? f和? f共同作用 處的計(jì)算式為： 22324ff??????????? ≤3 wff 或 22fff????????????≤ wff () f?—— 正面角焊縫 的強(qiáng)度增大系數(shù)，f?=23=1 .22 。 對(duì)正面角焊縫 ，此時(shí)? f = 0 ，得 ? f =welhN ≤ wfff? ( 3 . 7 ) 對(duì)側(cè)面角焊縫 ，此時(shí)? f = 0 ，得 ? f =welhN≤ wff () ? 1 式 ( 3 . 6 ) ~ 式 ( 3 . 8 ) 即為角焊縫的基本計(jì)算公式。只要將焊縫應(yīng)力分解為垂直于焊縫長度 方向的應(yīng)力 ? f 和平行于焊縫長度方向的應(yīng)力 ? f ，上述基本公式就可適用于任何受力狀態(tài)。 動(dòng)力荷載的特殊考慮： 對(duì)于直接承受動(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)中的焊縫，雖然正面角焊縫的強(qiáng)度試驗(yàn)值比側(cè)面角焊縫高，但判別結(jié)構(gòu)或連接的工作性能，除是否具有較高的強(qiáng)度指標(biāo)外，還需檢驗(yàn)其延性指標(biāo) ( 也即塑性變形能力 ) 。 3． 3 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算 3． 3． 3 直角角焊縫強(qiáng)度計(jì)算的基本公式 ? 1 由于正面角焊縫的剛度大，韌性差，應(yīng)將其強(qiáng)度降低使用，故對(duì)于直接承受動(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)中的角焊縫，取f?=1 .0 ，相當(dāng)于按? f和? f的合應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算， 即 22ff?? ?≤ wff。 角焊縫的強(qiáng)度與熔深有關(guān) 。埋弧自動(dòng)焊熔深較大 ( 圖 3 . 2 0 ) ，若在確定焊縫有效厚度時(shí)考慮熔深對(duì)焊縫強(qiáng)度的影響，可帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益。如美國、前蘇聯(lián)等均予以考慮。我國規(guī)范不分手工焊和埋弧焊，均統(tǒng)一取有效厚度fehh ?，對(duì)自動(dòng)焊來說，是偏于保守的。 3． 3． 4 各種受力狀態(tài)下直角角焊縫連接的計(jì)算 1 承受軸心力作用時(shí)角焊縫連接計(jì)算 ? 1 ( 1 ) 用蓋板的對(duì)接連接承受軸心力 ( 拉力、壓力 ) 時(shí) 當(dāng)焊件受軸心力，且軸心力通過連接焊縫中心時(shí)，可認(rèn)為焊縫應(yīng)力是均勻分布的。當(dāng)只有側(cè)面角焊縫時(shí)，按式 ( 3 . 8 ) 計(jì)算；當(dāng)只有正面角焊縫時(shí)，按式 ( 3 . 7 ) 計(jì)算；當(dāng)采用三面圍焊時(shí)，對(duì)矩形拼接板，可先按式 ( 3 . 7 ) 計(jì)算正面角焊縫所承擔(dān)的內(nèi)力??? wewff lhfN ?。式中 ? wl為連接一側(cè)正面角焊縫計(jì)算長度的總和；再由力 ( NN ?? ) 計(jì)算側(cè)面角焊縫的強(qiáng)度： ? f =???welhNN≤ wff 1 承受軸心力作用時(shí)角焊縫連接計(jì)算 ? 1 ( 2 ) 承受斜向軸心力的角焊縫連接計(jì)算 圖 3 . 2 2 所示受斜向軸心力的角焊縫連接，有兩種計(jì)算方法。 ① 分力法 將 N 力分解為垂直于焊縫和平行于焊縫的分力 ?s i nNNx?；?c o sNNy? ???????????wefweflhNlhN????c o ssi n ( 3 . 1 0 ) 代入式 ( 3 . 6 ) 驗(yàn)算角焊縫的強(qiáng)度： 22c o ssi n??????????????????? wewef lhNlhN ??? ≤ wff ② 直接法 不將 N 力分解，將式 ( 3 . 1 0 ) 的? f和? f代入式 ( 3 . 6 ) 中，得 22c o ssi n??????????????????? wewef lhNlhN ???≤ wff 取2f?=1 . 2 22≈ 1 . 5 ，得 3/s i n1c o ss i n222???????? wewe lhNlhN≤ wff 令??f=3/s i n112??，則斜焊縫的計(jì)算式為： ? we lhN ≤??fwff ( 3 . 1 1 ) 式中 ??f—— 斜焊縫的強(qiáng)度增大系數(shù)，其值介于1 . 0 ~1 . 2 2 之間； ? —— 作用力與焊縫長度方向的夾角。對(duì)直接承受動(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)中的焊縫，取??f=1 . 0 。 1 承受軸心力作用時(shí)角焊縫連接計(jì)算 (2)承受斜向軸心力的角焊縫連接計(jì)算 ( 3) 承受軸心力的角鋼角焊縫計(jì)算 在鋼桁架中，角鋼腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫一般采用兩面?zhèn)群福?也可采用三面圍焊，特殊情況也允許采用 L 形圍焊 ( 圖 ) 。 腹桿受軸心力作用，為了避免焊縫偏心受力，焊縫所傳遞的合 力作用線應(yīng)與角鋼桿件的軸線重合。 對(duì)于三面圍焊，可先假定正面角焊縫的焊腳尺寸 hf3，求出正面角焊縫所分擔(dān)的軸心力 N3。當(dāng)腹桿為雙角鋼組成的 T形截面，且肢寬為 b 時(shí)， N3=2 0 .7 hf3b??fwff ( ) 由平衡條件 (?M =0 ) 可得：22)(3131NNaNbebNN ????? ( ) 223232NNaNbNNe???? ( ) 式中 N N2—— 角鋼肢背和肢尖 上的側(cè)面角焊縫所分擔(dān)的軸力； e —— 角鋼的形心矩； 1a、2a—— 角鋼肢背和肢尖焊縫 的內(nèi)力分配系數(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)可近 似取31,3221?? aa。 對(duì)于兩面?zhèn)群?[ 圖 (a) ] ，因 N3=0 ，得NaN11? NaN22? 求得各條焊縫所受的內(nèi)力后，按構(gòu)造要求 ( 角焊縫的尺寸限制 )假定肢背和肢尖焊縫的焊腳尺寸，即可求出焊縫的計(jì)算長度。例如對(duì)雙角鋼截面：wffwfhNl111 ?? wffwfhNl222 ?? 式中 1fh、1wl—— 一個(gè)角鋼肢背上 的側(cè) 面角焊縫的焊腳尺寸及計(jì)算長度； 2fh、2wl—— 一個(gè)角鋼肢尖上的側(cè) 面角 焊縫的焊腳尺寸及計(jì)算長度。 當(dāng)桿件受力很小時(shí)，可采用 L 形圍焊 [ 圖3 . 2 3 ( c ) ] 。由于只有面角焊縫和角鋼肢背上的側(cè)面角焊縫，令式 ( 3 . 1 4 ) 中的 N2=0 ，得 NaN232? 31NNN ?? 角鋼肢背上的角焊縫計(jì)算長度可按式 ( 3 . 1 7 ) 計(jì)算，角鋼端部的 正面角焊縫 的長度已知， 可按下 式計(jì)算其焊腳尺寸： wffwfflNh?333 ??? 式中，blw?3— 5 mm 計(jì)算 長度 和 實(shí)際 長度 考慮到每條焊縫兩端的起滅弧缺陷，實(shí)際焊縫長度為計(jì)算長度 加 10 mm ；但對(duì)于三面圍焊，由于在桿件端部轉(zhuǎn)角處必須連接施焊， 每條側(cè)面角焊縫只有一端可能起滅弧，故焊縫實(shí)際長度為計(jì)算長度 加 5m m ；對(duì)于采用繞角焊的側(cè)面角焊縫實(shí)際長度等于計(jì)算長度 ( 繞角焊縫長度 2 hf不進(jìn)入計(jì)算 ) 。 （ 1 ） 單耳板連接： 下 圖所示的雙面角焊縫連接承受偏心斜拉力 N 作用 。 角焊縫同時(shí)承受軸心力 N x 、剪力 N y 和彎矩 M = N x ? e 的共同作用。焊縫計(jì)算截面上的應(yīng)力分布如圖 3 . 2 6 ( b ) 所示， 2 承受彎矩、軸心力或剪力聯(lián)合作用的 角焊縫連接計(jì)算 圖中 A 點(diǎn)應(yīng)力最大為控制設(shè)計(jì)點(diǎn)。此處垂直于焊縫長度方向的應(yīng)力由兩部分組成，即由軸心拉力 N x 和 彎矩 M 產(chǎn)生的 正應(yīng)力 為： ? f =2262