焊縫計(jì)算課件PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1焊縫計(jì)算課件焊縫計(jì)算課件a)形心MNVo1有效截面c)XXfh7 .0fh7 .0lw 剪力V與焊縫軸線平行，構(gòu)成側(cè)焊縫受軸力作用的狀態(tài)，在有效截面上產(chǎn)生均勻分布剪應(yīng)力。 軸力N與焊縫軸線垂直，形 成垂直于焊縫方向的均勻分布應(yīng) 力fNwfelhVAV7 . 02f =（3-29）wfeNflhNAN7 . 02（3-28）第1頁(yè)/共24頁(yè) 在M作用下，有效截面上產(chǎn)生垂直于焊縫方向且按三角形分布的應(yīng)力M We角焊縫有效截面繞x軸（圖）的抵抗矩。27 . 026wfeMflhMWM（3-30）b)MfNfllf1a)形心MNVo1有效截面AABBc)XXfh7 .0fh7 .0lw有效截面

2、627 . 02wflhW第2頁(yè)/共24頁(yè)在1點(diǎn)處，有垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的最大應(yīng)力f，且 MfNffwfffNfMff22形心MNVo1MfNfllf1第3頁(yè)/共24頁(yè) 例3-6 設(shè)計(jì)牛腿與鋼柱間的連接角焊縫（周遍圍焊），并驗(yàn)算角焊縫強(qiáng)度。鋼材A3F，手工焊，焊條E43型。偏心力N=400kN（間接動(dòng)力荷載引起），e=25cm。NVMa)b)c)fffff例題3-6 (角焊縫受偏心剪力)第4頁(yè)/共24頁(yè)分 析目標(biāo)：設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)板和預(yù)埋鋼板間的角焊縫（設(shè)計(jì)焊腳 尺寸、驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度，焊縫長(zhǎng)度已由其它構(gòu)造 要求確定。）操作：焊腳尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)擬定； 驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度； 是一個(gè)只有彎矩和剪力作用的問(wèn)題。特點(diǎn)：因

3、周邊圍焊，焊縫截面較復(fù)雜，計(jì)算慣 性矩時(shí)忽略繞角部分（留作起落弧用）； 剪應(yīng)力由兩條豎向焊縫（牛腿腹板焊縫） 承受。第5頁(yè)/共24頁(yè)計(jì) 算 確定焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ffw 查規(guī)范得 ffw =160N/mm2 作用在焊縫上的力素計(jì)算 V=N=400103N M=Ne=40025104=10000104 N-mm 擬定焊腳尺寸hf 考慮到牛腿腹板厚為10mm，受間接動(dòng)力荷載。 設(shè)計(jì) hf =8mm，并將所有焊腳尺寸取相同值。 計(jì)算焊縫截面抗剪面積Af慣性矩IxNVMa)第6頁(yè)/共24頁(yè) Af = 0.783602=4032mm2 Ix= 0.78200(205.6-5.6/2)22 + 0.78(95

4、-5.6)(180-5.6/2)24 + 0.7836032/12 = 19897104mm4 確定危險(xiǎn)點(diǎn)，計(jì)算危險(xiǎn)點(diǎn)應(yīng)力 由應(yīng)力分布圖知，腹板上端焊縫和翼緣下 側(cè)焊縫交點(diǎn)最危險(xiǎn)，該點(diǎn)至中性軸距離為 y=180mm。 各項(xiàng)應(yīng)力為： 244/9010198971801010000mmNIMyxb)第7頁(yè)/共24頁(yè)2mm/N796 .20518090，23wemm/N21.9936087 . 0210400lhV2wf22222fmm/N160fmm/N11921.9979)(所以該構(gòu)件強(qiáng)度滿足要求c)fffff第8頁(yè)/共24頁(yè)例3-5 設(shè)計(jì)圖例3-5中節(jié)點(diǎn)板和預(yù)埋鋼板間的角焊縫。 偏心力P=15

5、0kN（靜荷 載）。鋼材A3F，手工 焊，焊條E43型。 10010020P453VNM節(jié)點(diǎn)板預(yù)埋鋼板例題3-5（角焊縫受偏心力）第9頁(yè)/共24頁(yè)分 析目標(biāo)：設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)板和預(yù)埋鋼板間的角焊縫（設(shè)計(jì)焊腳 尺寸、驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度，焊縫長(zhǎng)度已由其它構(gòu)造 要求確定。）操作：焊腳尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)擬定； 驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度。特點(diǎn)： 荷載P不通過(guò)焊縫截面形心，使焊縫受軸力N、 剪力V、彎矩M。屬于角焊縫受彎矩、剪力、 軸心力共同作用的情形。用式（3-11a）、 （3-11b）計(jì)算。第10頁(yè)/共24頁(yè)計(jì) 算 確定焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ffw 查規(guī)范得 ffw =160N/mm2 作用在焊縫上的力素計(jì)算 N=3P/5=3150/5=9

6、0kN V=4P/5=4150/5=120kN M=Ne=902=180kN-cm 擬定焊腳尺寸hf 考慮到連接板件厚度為10mm，受靜力荷載。取 hf =8mm。 確定危險(xiǎn)點(diǎn)，計(jì)算危險(xiǎn)點(diǎn)應(yīng)力 焊縫下端點(diǎn)最危險(xiǎn)，該點(diǎn)各項(xiàng)應(yīng)力為：10010020第11頁(yè)/共24頁(yè)224wMmm/N7 .262)82200(87 . 0101806WM23wNmm/N3 .422)82200(87 .01090AN23wmm/N4 .562)82200(87 . 010120AV2222/160/804 .5622. 13 .427 .26mmNfmmNwf 焊縫強(qiáng)度富裕量較大是因?yàn)楣?jié)點(diǎn)板尺寸較大的緣故，而節(jié)點(diǎn)半

7、尺寸常由其它構(gòu)造要求決定。第12頁(yè)/共24頁(yè)圖3.34 角焊縫承受扭矩作用BA4、在扭矩、軸心力和剪力共同作用下的T形連接角焊縫計(jì)算TfTfyTfxoyxrxryT(1)、角焊縫承受扭矩作用設(shè)：被連接的板件是剛性的，而焊縫是彈性的，扭轉(zhuǎn)時(shí)，焊縫有效截面繞形心“0”轉(zhuǎn)動(dòng)。扭矩引起的應(yīng)力與r成正比。分析扭矩T產(chǎn)生的應(yīng)力Tf在A和B點(diǎn)，r最大，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 最大。A點(diǎn)或B點(diǎn)是應(yīng)驗(yàn)算的危險(xiǎn)點(diǎn)。 把由扭矩T引起的剪應(yīng)力分解成垂直于焊縫方向的應(yīng)力分量和平行于焊縫方向的分量。第13頁(yè)/共24頁(yè)yxpTfIIrTIrT.A點(diǎn)的應(yīng)力：IpIxIy 角焊縫有效截面對(duì)形心0的極慣性矩Ix、Iy 角焊縫有效截面對(duì)x、y軸

8、的慣性矩把 向x、y方向分解，得與焊縫軸線垂直的應(yīng)力 和與焊縫軸線平行的應(yīng)力TfTfyTfxTfTfyTfxpxxyxTfTfyIrTrrIIrT.cosypyyxTfTfxrITrrIIrT.sin第14頁(yè)/共24頁(yè)A點(diǎn)或B點(diǎn)焊縫強(qiáng)度的計(jì)算：wfTfxfTfyf22(3-35)圖3.34 角焊縫承受扭矩作用BAoyxrxryTTfTfyTfx第15頁(yè)/共24頁(yè)（2）角焊縫承受扭矩、軸心力和剪力共同作用AFVNe=+TfTfyTfxryrxT=V.erxryNfxVfyV NwVfyAVwNfxANypTfxrITpxTfyIrT.第16頁(yè)/共24頁(yè)wfNfxTfxfTfyVfyf223.36

9、最不利點(diǎn)A點(diǎn)焊縫強(qiáng)度的驗(yàn)算：第17頁(yè)/共24頁(yè) 例3-7 設(shè)計(jì)牛腿板與鋼柱間的連接角焊縫（三面圍焊），并驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度。板邊長(zhǎng)度l1=300mm，l2=400mm，偏心力N=4196kN，e1=300mm，直接承受動(dòng)力荷載，鋼材A3F，手工焊，焊條為E43型。ye1TNVAoxa)e2l1l2xryrxrb)yoxy0.7hf例題3-7圍焊縫受偏心剪力VfyTfTfxTfy第18頁(yè)/共24頁(yè)分 析目標(biāo)：設(shè)計(jì)牛腿板和鋼柱板間的角焊縫（設(shè)計(jì)焊腳 尺寸、驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度，焊縫長(zhǎng)度已由其它構(gòu)造 要求確定）特點(diǎn)：扭矩和剪力共同作用操作：焊腳尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)擬定； 計(jì) 算 確定焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ffw查規(guī)范得 ffw

10、=160N/mm2ye1TNVAoxa)e2l1l2第19頁(yè)/共24頁(yè) 擬定焊腳尺寸hf 考慮到牛腿板厚度不明，受直接動(dòng)力荷載。 暫設(shè)計(jì) hf =8mm，并將所有焊腳尺寸取相同值。 計(jì)算焊縫截面幾何量（1）形心位置x = 90mm（2）慣性矩xyx300400 Ix =0.784003/12+0.78（300+5.6-8）202.822 =16.4107mm4扣除了8mm考慮起落弧Iy =0.7830032/12+0.78300(150-90)22 +0.78400902 =5.5107mm4Ip=Ix+Iy =(16.4+5.5)107mm4 =21.9107mm4第20頁(yè)/共24頁(yè) e=e1+e2=300+210=510mm rx= e2 = 210mm， ry=202.8mm 2730/91109 .2120010100000mmNrITyTfxxyx300400e2e1NrTVAe2=l1- =300-90=210mm。x 作用在焊縫上的內(nèi)力計(jì)算V=N=196103N T=Ne=196510103=100000103