ISSN 2304-6600 (Online)
ISSN 1997-0935 (Print)



Проектирование и конструирование строительных систем. Проблемы механики в строительстве

Сварочные напряжения в ДВУТАВРОВЫХ стержнях составного сечения с элементами большой толщины

  • Вершинин Владимир Петрович - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
DOI: 10.22227/1997-0935.2017.2.150-156
Страницы: 150-156
Излагается методика расчета временных и остаточных напряжений при сварке двутавровых стержней с элементами большой толщины, т.е. при неравномерном распределении сварочных напряжений по толщине полок. Представленная методика основана на аналитическом решении температурной задачи. Решение задачи по определению полей временных и остаточных напряжений сводится к определению температуры и напряженно-деформированного состояния (НДС) в полке и стенке как отдельно существующих системах, а затем к решению задачи о совместности деформаций по линии их сопряжения. Отмечены факторы, оказывающие наибольшее влияние на величину остаточных сварочных напряжений (ОСН) в полках двутавров. На величину ОСН наиболее существенное влияние оказывают изменение толщины пояса tf , прочность стали σт и погонная энергия сварки. Изменение ширины полки bf в меньшей степени влияет на распределение ОСН. Составляющие ОСН имеют сложный характер распределения в направлении толщины. Продольная составляющая ОСН достигает значительной величины (предела текучести материала). Величина толщинной и поперечной составляющих ОСН при толщине полок двутавров не более 40 мм и соответствующих минимальных катетах швов оказывается незначительной.
  • остаточные сварочные напряжения;
  • временные сварочные напряжения;
  • плоская деформация;
  • распределение температуры при сварке;
  • распределение напряжений;
Литература
  1. Игнатьева В.С., Деснянская Т.А. Напряженное состояние элементов конструк-ций в области многослойного сварного шва // Развитие металлических конструкций: Работы школы профессора Н.С. Стрелецкого / В.В. Кузнецов, Е.И. Беленя, Н.Н. Стрелецкий и др.; под. ред. В.В. Кузнецова. М. : Стройиздат, 1987. С. 96-105.
  2. Винокуров В.А., Павлович А.А. Применение метода конечных элементов для расчета напряженно-деформированного состояния при электрошлаковой сварке плит. М., 1987. 10 с. Деп. во ВНИИТЭМР 01.07.87. № 295. МШ87.
  3. Гатовский К.М., Рыбин Ю.И., Лоскутов В.Н. Анализ напряженного состояния при многослойной сварке толстых листов с использованием метода конечных элементов // Автоматическая сварка. 1980. № 8. С. 1-6.
  4. Махненко В.И. Расчетные методы исследования кинетики сварочных напряжений и деформаций. Киев : Наукова думка, 1976. 320 с.
  5. Михайленко Т.Г. К определению размеров зоны пластичности при расчете остаточных сварочных напряжений // Промышленное и гражданское строительство. 2014. № 2. С. 33-35.
  6. Куркин А.С., Пономарева И.Н. Применение метода эквивалентных начальных температур для учета остаточных напряжений в стыковых и тавровых соединениях при оценке ресурса сварных конструкций // Сварка и диагностика. 2013. № 1. С. 21-26.
  7. Феклистов С.И., Потапов Н.Н., Головизнин Б.Л., Масалков А.В. Моделирование остаточных сварочных напряжений и деформаций при изготовлении цистерн // Сварка и диагностика. 2009. № 3. С. 28-31.
  8. Нургужин М.Р., Рейтаров О.В., Вершинский А.В. Численное моделирование объемных сварочных напряжений и деформаций // Автоматика. Информатика. 2003. Т. 1-2. С. 74-75.
  9. Алферов В.И., Стешенкова Н.А. Применение МКЭ для решения тепловой и деформационной задач расчета сварочных деформаций судовых корпусных конструкций // Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылов. 2010. № 56. С. 147-162.
  10. Стеклов О.И., Антонов А.А., Вышемирский Е.М., Ангелов А.М., Перов С.Л. Определение остаточных сварочных напряжений в кольцевых швах толстостенных труб категории прочности К65 (Х80) // Наука и техника в газовой промышленности. 2009. № 1. С. 84-87.
  11. Иванова Л.А., Ильин А.В., Леонов В.П., Мизецкий А.В., Сахаров И.Ю., Хатунцев А.Н. Расчетная оценка уровня и распределения остаточных сварочных напряжений в соединениях из титанового сплава 5В больших толщин // Вопросы материаловедения. 2008. № 4. С. 37-53.
  12. Мощенко М.Г., Рубцов В.С. Расчет остаточных напряжений в зоне сварного соединения трубопроводов DY 300 из аустенитной стали 08Х18Н10Т // Заготовительные производства в машиностроении. 2011. № 6. С. 9-14.
  13. Вершинин В.П. Распределение температуры в элементах таврового соединения при сварке под флюсом. М., 1989. Деп. во ВНИИНПИ Госстроя СССР 05.04.1989. № 9893.
  14. Игнатьева В.С. Метод «фиктивных температур» как основа исследования в области напряженно-деформированного состояния сварных соединений // Металлические конструкции в строительстве : сб. тр. МИСИ / под. ред. Е.И. Беленя. М., 1979. № 152. С. 71-88.
  15. Игнатьева В.С., Вершинин В.П., Барышев В.М. Влияние остаточных сварочных напряжений на местную устойчивость стенки балки // Металлические конструкции : сб. тр. М. : МИСИ, 1984. С. 91-103.
  16. Рыкалин Н.Н. Тепловые основы сварки. М. ; Ленинград : АН СССР, 1947. Ч. 1: Процессы распространения тепла при дуговой сварке. 272 с.
  17. Папкович П.Ф. Теория упругости. Ленинград ; М. : Оборонгиз, 1939. 640 с.
СКАЧАТЬ (RUS)