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十字接头(T形接头)的应力分析与优化

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:十字接头或T 形接头在焊接结构中得到了广泛的应用。从图中可以看出,在十字接头的焊趾处具有较大的应力集中。除此之外,由于接头没有焊透,焊缝根部也有很大的应力集中,两处的应力集中系数均大于3。图5-6十字接头的应力分布十字接头的应力集中系数Kt随焊趾倾角的变化如图5-7 所示。从图中可知,在十字接头的外形和尺寸相同的条件下,工作焊缝的应力集中大于联系焊缝的应力集中。

十字接头(T形接头)的应力分析与优化

十字接头或T 形接头在焊接结构中得到了广泛的应用。在这种承力接头中,由于在焊缝向基本金属的过渡处具有明显的截面变化,其应力集中系数要比对接接头的应力集中系数高,因此十字或T 形接头的疲劳强度要低于对接接头。十字接头(T 形接头)焊趾的应力集中系数可以表示为[10,11]

如图5-6(a)所示为未开坡口焊接十字接头的应力集中情况。从图中可以看出,在十字接头的焊趾处具有较大的应力集中。除此之外,由于接头没有焊透,焊缝根部也有很大的应力集中,两处的应力集中系数均大于3。如图5-6(b)所示为开坡口焊透的十字接头,焊趾倾角大幅度降低,大大消除了焊趾处的应力集中。因此,开坡口或采用深熔焊接方法焊透是提高焊接十字接头疲劳性能的关键措施之一。

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图5-6 十字接头的应力分布

十字接头的应力集中系数Kt随焊趾倾角的变化如图5-7 所示。从图中可知,在十字接头的外形和尺寸相同的条件下,工作焊缝的应力集中大于联系焊缝的应力集中。在焊趾截面上的工作应力分布也是很不均匀的,焊趾应力集中系数随角焊缝的形状改变而改变[12]。应力集中系数Kt随角焊缝的θ 角增大而增大。

图5-7 角焊缝焊趾角度与应力集中的关系

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