Усталостные характеристики элементов конструкций

В данном разделе изложена методика расчетного опре­деления пределов выносливости узлов на любой базе и при произвольном значении коэффициента асимметрии цикла, что необходимо для расчета конструкций на сопротивле­ние усталости.

10.2.1. Предел выносливости при симметричном цикле на базе циклов

Предел выносливости сварного узла при симметричном цикле на базе циклов вычисляется по формуле

Где —пределвыносливостибазовогообразца(табл.10.2);t— толщина того элемента, по которому происходит уста

лостное разрушение, мм; — расчетная толщи­на базового образца, = 20 мм.

Таблица базовых значений пределов выносливости (табл. 10.2) содержит ряд значений, каждое из которых является расчетным пределом выносливости, соответству­ющим вероятности неразрушения около 0,9, для опреде­ленной группы сварных узлов сечением 20 х 200 мм, име­ющих примерно одинаковый уровень концентрации напря­жений. Примеры узлов и элементов конструкций с но­мерами групп, к которым они отнесены, приведены в табл.10.3.

При составлении таблицы соответствия узлов опреде­ленным группам концентрации напряжений (табл. 10.3) предполагалось, что все сварные соединения по геометрии и качеству изготовления отвечают нормативным требова­ниям ГОСТов. Однако вариации геометрических размеров и наличие допустимых дефектов могут существенно по­влиять на долговечность сварного узла, поэтому в данной системе введены три категории качества.

Первая категория (QL) — сварные узлы пониженного качества.К этой категории относятся узлы, соответствующие установленным требованиям, т. е. выполненные каче­ственными сварочными материалами, без недопустимых де­фектов, с выходом швов на выводные планки, однако име­ющие предельно допустимую выпуклую форму сварных швов, с подрезами и смещениями кромок допустимых размеров, сваренные без зачистки поверхности проката от ока-

лины в зоне наложения шва. Контроль качества этих со­единений производится путем визуального осмотра.

Вторая категория (QN) — качественные сварные узлы. В эту группу входят узлы с мелкочешуйчатой поверхнос­тью сварных швов, имеющих слабо выпуклую, прямую или вогнутую (для угловых швов) форму, без подрезов и смещений кромок. Окончания продольных угловых швов (например, окончание продольного ребра) выполнены с обваркой вокруг торца привариваемого элемента без от­рыва электрода. Сварные швы наложены на зачищенную от окалины поверхность проката, отсутствие внутренних дефектов подтверждено дефектоскопическим контролем или путем регулярного тестирования технологии сварки.

Третья категория (QH) — высококачественные сварные узлы. В эту группу входят сварные узлы, удовлетворяющие требованиям категории QN, подвергнутые после сварки до­полнительной технологической обработке, направленной на повышение сопротивления усталости, например меха­нической, поверхностно-пластической или аргоно-дуговой (см. п. 10.4).

Расчет на сопротивление усталости сварных соединений с угловыми швами по сечению шва производится по каса­тельным напряжениям. Значение предела выносливости при этом следует принимать равным , поэтому в табл. 10.3 для таких случаев указана группа кон­центраторов 7 по табл. 10.2.