Расчёт прочности сварного соединения по ОСТ 92-0994-75

[Grigory Zilberman 1]

Господа расчётчики, наткнулся давеча на чудесный нормативный документ, посвящённый, в частности, расчёту прочности сварных соединений – ОСТ 92-0994-75. В разделе 2.6.6 сего документа, в отличие от многих других, представлен расчёт произвольного пространственного сварного шва, приведён пример, а также эпюры напряжений. Тем не менее, никак не удается понять, как получается эпюра напряжений от действия «крутящего» момента Mz: если с прочими компонентами подход аналогичен «классическим» решениям от Николаева, Биргера и др., в которых момент уравновешивается моментом пары сил в горизонтальных швах и моментом защемления вертикальных швов, то осознать процесс получения последних составляющих никак не удаётся. Сталкивался ли кто-нибудь в своей практике с таким подходом к расчёту сварных соединений (в том числе более сложной конфигурации) и может ли кто-нибудь прояснить процедуру определения напряжений от момента Mz?

[AlexKaz 1 828]

23 часа назад, Grigory Zilberman сказал:

может ли кто-нибудь прояснить процедуру определения напряжений от момента Mz

Я не знаю, но давайте начнём с чего-нибудь.

c/d и b/d - это sin и cos углов между b/d или c/d, которые дают проекцию момента и условной действующей силы.

d - просто расстояние между крайними точками.

Mz/d=P (или Mz/d/2=P) - условная действующая сила

P/sum(F) (или P/sum(2*F)) - распределённая нагрузка.

Как находили коэффициенты 3 в F по эпюрам - не знаю. Надо строить эпюры.

Ну т.е. логика в формуле есть.

Изменено 11 июля 2019 пользователем AlexKaz

[AlexKaz 1 828]

Скорее всего формула получена интегрированием распределённой нагрузки (то бишь tau(x,y) по всем сечениям. Чтобы её получить придётся рассмотреть каждый шов по отдельности, затем сложить и приравнять к Mz.

[AlexArt 278]

Просьба перенести тему в Проектирование и производство ->  Проектирование и конструирование -> Детали машин и механизмов.

По теме, в практике с таким расчетом не сталкивался. Но очень благодарен на ссылку на столь замечательный документ со систематическим изложением всегда актуальных вопросов.

[Grigory Zilberman 1]

9 часов назад, AlexArt сказал:

Просьба перенести тему в Проектирование и производство ->  Проектирование и конструирование -> Детали машин и механизмов.

По теме, в практике с таким расчетом не сталкивался. Но очень благодарен на ссылку на столь замечательный документ со систематическим изложением всегда актуальных вопросов.

С прискорбием должен отметить, что некоторые коллеги из раздела «Проектирование и производство», например, не видят разницы между контролируемым моментом затяжки резьбового соединения и моментом затяжки «от руки». Потому тему и поднял в родственном разделе «Динамика и прочность».

К слову о замечательных документах – могу дополнительно порекомендовать к ознакомлению ОСТ 92-8739-76 (болтовые групповые соединения), а также ОСТ 92-8767-76 и ОСТ 92-8581-74 (стержневые металлоконструкции и, в целом, балки), такие там моменты сопротивления кручению приведены, например, что тов. Писаренко и не снились. Это так, в рамках оффтопа.

[Grigory Zilberman 1]

20 часов назад, AlexKaz сказал:

Ну т.е. логика в формуле есть.

 

20 часов назад, AlexKaz сказал:

Чтобы её получить придётся рассмотреть каждый шов по отдельности, затем сложить и приравнять к Mz.

Ну, эти умозаключения предполагались очевидными. Наверное, стоило дополнительно прикрепить свои соображения на этот счёт. Я пытался провести аналогию процедуры получения напряжений от момента M_z с получением величины напряжений от двух других моментов. Для примера рассмотрим момент M_y – он уравновешивается «парасилом» в горизонтальных и вертикальных швах (на плече а/2), а также изгибающим моментом в поперечных швах. Таким образом, в знаменателе получается величина «а» как общий множитель за скобкой и величина 1/3 – из момента сопротивления изгибу расчётного сечения шва (2*W_и = 2*(1/6)*(β*h)*a^2).

По идее, с моментом М_z должна быть, наверное, та же история – он уравновешивается парой сил в поперечных швах (на плече d/2), и изгибными моментами в горизонтальных и вертикальных, что должно приводить к появлению в знаменателе величин (1/3)* (β*h)*b^2 и (1/3)* (β*h)*с^2, что в сумме даёт нам (1/3)*(β*h)*d^2.

Если же расписать «изгибную» компоненту в представленном в ОСТ выражении – то, очевидно, получится (1/3)*(β*h)*d*(b+c). Налицо явное несоответствие одного другому.

Также, следуя этому пути, как мне кажется, d – это скорее не расстояние между крайними точками, а расстояние между участками пространственного шва, в которых момент уравновешивается парой сил. При этом, в силу того, что методика предполагает проведение расчётов сварных соединений произвольной формы, возникает дополнительный вопрос – а как подходить к выбору величины d для соединений похожих, например, на представленное на прикреплённом рисунке?

P.S. Дабы тема чуть более соответствовала тематике CAE предлагается применить данный ОСТ к расчёту сварных соединений по внутренним силовым факторам, полученным из конечноэлементной балочной модели сложной пространственной металлоконструкции или по реакциям снятым, например, из блока Merged Nodes для трёхмерной модели, сосчитанной в Ansys (или из блока Bonded Connection, ежели конформную сетку на смежных поверхностях построить не удалось).