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请教:一个焊缝方面的问题

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发表于 2012-11-18 23:17:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
以前有帖子里说过,焊缝在多数情况下都不是由于弯曲或者拉压破坏的,而通常是由于承受扭转载荷而导致破坏。扭矩首先破坏了焊缝,然后引起整个结构的破坏。在看德国尼曼教授的《机械零件》时,剪切时焊缝的强度系数低于拉压和弯曲(见附图),但书中没有更进一步说明为什么,想请教各位大侠个中原因。还有书上说凹焊缝强度高于凸焊缝,按直观理解凹焊缝焊缝厚度和凸焊缝一样,为何强度会不一样呢?3 o  G" l4 |  y

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  • · 基础|主题: 801, 订阅: 88
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发表于 2012-11-19 00:20:53 | 显示全部楼层
好像998大侠说的是箱型梁的破坏形式主要是扭转与弯曲的复合,扭转先把焊缝破坏掉  |: Z, B/ z. k) C9 c
LZ的表格跟这个原理感觉关系不大,因为对于塑性材料的切应力的极限强度是正应力的一半或多点,而表格中的还比一半多呢,虽然焊缝不是塑性的* P- {2 Y) H! W: N8 z7 ]4 ]
一般焊缝的要求是力学性能不低于母材强度,这对于箱型梁的弯曲正应力来说没问题,焊缝破坏不了,但扭转的话,好像跟边角应力有关,此时边角应力很大,而焊缝恰好就在这个位置上,因此就容易被破坏,不是因为焊缝的剪切强度低,而是切应力太大了,不知我这个理解对不对?
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发表于 2012-11-19 08:03:49 | 显示全部楼层
好像梁的扭转并不是靠截面本身,而是靠结构来抵抗的,比如斜撑。
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发表于 2012-11-19 08:17:46 | 显示全部楼层
这个帖子很好
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发表于 2012-11-19 08:43:57 | 显示全部楼层
学习了,期待更详尽的解答
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发表于 2012-11-19 09:37:30 | 显示全部楼层
还要考虑焊缝的机械状态组织形式,经过处理的焊缝的强度不低于母材
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发表于 2012-11-19 09:47:17 | 显示全部楼层
最好998大侠能讲解一下{:soso_e100:}
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发表于 2012-11-19 10:03:22 | 显示全部楼层
作应力图就可以知道这个应力,不必猜测,
: e% D  e" {4 ]/ M& m2 m6 J
7 H1 F7 o4 R; G+ H纯受弯曲,应力是向形心逐步减小的,应变也随之减小,最大应力不在焊缝位置,通过控制应变,比如降强度焊接,就可以避免焊缝超应变,理论说,焊缝强度不低于母材,是笼统说法,是一个概念,在设计的时候,要做多种考虑,
1 r5 `, q; |; E$ `' j3 [2 }( {6 `6 P0 w/ i/ d6 B! m! g
扭转情况不同,纯扭,是剪力流问题,与扭转刚度有关,你加强那个刚度,就可以避免扭转破坏,而对非焊接位置,适当降低刚度,+ ?1 H& k! a! q0 u6 P) d- g9 K

# v2 z, P7 i* L+ `7 M5 Y* p最厉害的是弯扭合成,在弯曲条件下,可能‘超扭’,这一般是产生在边角位置,即‘边角应力’,玩结构,主要是玩这个,这个玩的纯熟,就随便找工作,你就是大爷,不会玩的,主要是不会玩这个,8 C) o( h+ Z7 S* `( Z% Y
8 S& m- o" V5 }7 A- R1 z: w6 y3 C
大家要多学习这些对象,现在结构人才很缺,但合格的非常少,很稀缺,# W0 ?! T! N( }$ ?1 s

) M) s4 A+ f- y3 J9 E( A8 [还有很多问题,这里说不下,以后再侃吧,

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(理解铸造组织与轧制组织的区别),有一架体就是铸造和焊接相结合的零件,要向大侠请教。  发表于 2012-11-20 07:35
大致懂了一些,焊材强度高则伸长率小,所以为了达到不超应变的目标,对于纯弯曲可以降强度焊接,提高应变的范围,对于纯扭转,可以直接提高刚度,减少变形,对于弯扭,因为在边角处应力大,所以应变就大,要削减应力  发表于 2012-11-20 00:09
问这个问题,没想到水那么深,还得好好学,边学边向大侠请教。。。  发表于 2012-11-19 22:46
看来基本功还差的远啊,听的一知半解,望大侠能另开一贴专讲一下啊!  发表于 2012-11-19 21:06
看了后受益匪浅,十分感谢,继续学习了  发表于 2012-11-19 20:42
您说的这些一般书是讲不到的是吧?比如铸造组织的性能。呵呵,我是菜鸟  发表于 2012-11-19 16:57
焊接结构,实质是铸造组织,与基体是完全不同的,基体一般是轧制组织,这就要理解铸造组织与轧制组织的区别,铸造组织可以有很高的强度,但抵抗变形的能力就差,变形大了就会裂,这就需要在强度与变形之间妥协  发表于 2012-11-19 15:41
应变与应力的关系,刚度与强度的关系,焊缝破坏的控制因素是应变等,有点深奥,不容易搞清,得多想想  发表于 2012-11-19 14:55
一知半解的看大侠你的回复,还有好多东西要学!  发表于 2012-11-19 13:19

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发表于 2012-11-19 12:41:55 | 显示全部楼层
2266998 发表于 2012-11-19 10:03
& S; w+ V! A+ V' G! V作应力图就可以知道这个应力,不必猜测,5 c+ z/ O( j" |- m% e; ]

/ @! L. f/ y' r& `/ B  I纯受弯曲,应力是向形心逐步减小的,应变也随之减小,最大应力 ...
3 g8 ^6 V; h# j3 K
大侠,借楼问些简单的基础问题,本人愚钝,看书没看明白,见笑了
( b8 h8 @$ g$ O. G& [- R1.书上说受弯杆件最大正应力发生于边缘处,也就是说边缘处的点的主平面是横截面,这是为何,一直没理解,若是横力弯曲,边缘处的点横截面上为何没有切应力。
  u; p3 C. `- N4 L; `2.计算时,是计算最大应力不超过许用应力,σ=T/W,这里W是按照横截面边缘处的点计算的。有点疑惑就是有没有可能出现这种情况:不在边缘处的点的主平面上的正应力大于边缘处点的最大应力呢?这点一直有些糊涂,如果可能的话,只计算横截面上最大的正应力不就不对了吗7 C0 r* g4 o1 O
3.先看书上的一个例题5 M9 [. o, a+ i: v. r

# B7 w0 i( N* B1 t7 s3 ~% f4 ~) _依据上题,若是校核此轴的强度,因为题中是铸铁,抗拉强度低,故按抗拉强度计算,若是拉压强度相同的材料,是按照扭转算最大切应力还是按照最大正应力计算呢,由于题中最大正应力和最大切应力相等,校核时,是否是比较杆件的许用切应力和许用正应力大小,用值小的那个来进行校核呢?. D1 O" s6 {. r- L6 Z+ X
现在看书看到2向应力状态,产生了以上疑惑,我说的问题是否看过四个强度理论后能够得到解答,关于何种材料选择何种强度理论来进行校核是否也能简单说说
; U, s: L9 }, E; A- \3 ^" F6 Q9 I以上是我的疑惑,简单的基础问题,可能是我看书不够仔细,不过一直比较困惑,烦请大侠帮忙指点一下,谢谢
1 d" H3 p6 q3 T1 F3 K

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查灰铸铁的抗拉强度和抗压强度,也大约是这个数量级的关系,另外抗拉强度在不同壁厚条件下差异比较大  发表于 2012-11-19 21:57
更正,铸铁单向压缩的时候,切应力与压应力的比值是1:2,查了一些资料,铸铁的抗压强度与抗剪强度的比值大约是1:1.4,所以铸铁扭转的时候也是拉应力破坏,抗拉、剪、压强度的比值是0.36:0.5:1  发表于 2012-11-19 21:54
谢谢chntod,非常感谢  发表于 2012-11-19 14:22
铸铁在单向压缩时断裂面与横截面成45°到55°左右,这个是切应力的破坏,而此时的抗压与抗剪强度是等价的,但比抗拉强度大,所以铸铁扭转的时候,虽然切应力、拉应力、压应力都相等,先是拉应力破坏  发表于 2012-11-19 14:20
第三个问题先看是什么材料,再用不同的强度理论,脆性材料似乎不考虑切应力,只考虑拉压应力,于是被45度方向上的拉应力撕裂了,塑性材料由第三强度理论就是看切应力,因此它扭转的话,还是从横截面断裂  发表于 2012-11-19 14:04
基本不会,就是会也区别不大,工程计算上可以不予考虑,长久实践以来得到的经验,一般梁就忽略切应力了,只是在一些情况下要单独校核切应力,而且也不是把正应力和切应力复合,没必要  发表于 2012-11-19 13:54
现在基础都还差的远,哪里来的有难度的问题啊:(,现在就还处于没概念,问题都提不出的阶段,哈哈  发表于 2012-11-19 13:47
哈哈,我开始也先说明是简单问题啦,一直想发帖问的,就是还想自己再看看,琢磨一下,今天正好看见这个帖子,就借楼问问了哈哈,也说明自己懒,不愿自己去思考了呵呵,谢谢你的回答,非常感谢  发表于 2012-11-19 13:44
第三个问题如例题,纯剪切时斜截面的最大正应力与横截面的最大剪应力相同,这种情况,是否是根据比较许用切应力[τ]和许用正应力[σ]的大小来计算呢,按数值小的进行计算呢,即若许用切应力[τ]小,就按剪切来计算了  发表于 2012-11-19 13:42
嗯,截面边缘无切应力清楚了,第二个问题,受弯时不在边缘处的点其主应力是否会大于横截面边缘处点的主应力,有没有这种可能出现呢,若有的话,按横截面计算不就错误了吗  发表于 2012-11-19 13:37
3.可以都校核一下,以最小者为限定值,另外也跟强度理论有关,什么材料适合哪种理论,就按照合成的相当应力来算,看了强度理论后就清楚了,最好问998大侠一些有难度的问题,有兴致答...旁观的我们也能学到东西,哈  发表于 2012-11-19 13:33
大部分都能在书上找到答案,再看看就行了,1.自由表面无切应力,由切应力互等定理,截面上表面那点就没切应力,另外由书上的公式推导也能得出无切应力;2.简单情况下基本就是边缘处最大,具体情况具体分析  发表于 2012-11-19 13:28
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发表于 2012-11-19 15:22:59 | 显示全部楼层
焊接强度高,是高呀,但使用时往往都是焊接部位出问题。
+ m, l7 u- w! k! _7 d: d$ H; h, j4 N
没看见过全面系统的解释,只能根据一些经验说下个人看法:# i$ J3 ]' g) @. }) K; \* I8 k0 H
0 B) U# A8 y4 p1 s6 V% C$ G1 p, N
金属焊接,是个很复杂的变化过程,包括物理上的、化学上的,为了将这些变化对零件的影响降到最低,往往需要采取一些措施,比如焊前处理、焊接中保护、焊后处理、检验等,甚至还要从零件结构设计上进行考虑,这样才能保证良好的焊接质量。! ]6 h0 J/ n, e  d9 X" c9 O" P

( }( X+ l! }- j# S! b8 J$ k: e而实际应用过程中,仅仅能做到焊接保护就不错了,更不用说神马前处理后处理检验等,这么多年,没有见过把所有焊接过程认真执行、达完美性能的焊接。

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因为有人觉得山寨无罪,正享受着山寨时的快感呢,但发工资时就没快感了,因为没价值。你告诉他,醒醒吧,他还不乐意,抬杠以显示他的战无不胜。其实他赢得了什么  发表于 2012-11-20 16:03
998大侠是设计大结构重型结构的玩法,有银子的玩法,不差钱的。。。设计小玩意,能用材料力学的都没几个,纯山寨,哪能到这个深度。。。不过还是喜欢听怎么玩大东西  发表于 2012-11-19 22:52
解释归解释,但还是极少有人从性能上去去把焊接做的很完美,毕竟成本摆在那儿,懂这东东的人也就那么点。  发表于 2012-11-19 18:33
有时还是需要精确解释这个对象的,有些大型结构,人家设计好了,也许出银子找你给再解释一次,你全面解释板材,分层,线电流,变形能力,他哪里的强度高了,要降强度,哪里强度低了,要增强度使用,这是细节了,  发表于 2012-11-19 15:44
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