PIC00618

134

3. Połączenia zgrzewane

równocześnie we wszystkich zgrzeinach na części obwodu od strony działania siły i rozszerzają się stopniowo na cały przekrój blachy. Ze wzrostem grubości łączonych części, wytrzymałość na zmęczenie maleje. Największą wytrzymałość zmęczeniową otrzymuje się przy najmniejszej dopuszczalnej odległości między zgrzeinami wynoszącej / = 2d.

Złącza zgrzewane punktowo oraz liniowo charakteryzują się stosunkowo niską wytrzymałością zmęczeniową. Wynika to z działania karbu geometrycznego, strukturalnego oraz zwiększenia sztywności. Mimo to stosuje się je powszechnie

o)

b)

Ryt- 3.18. Wytrzymałość zmęczeniowa: a) 1 — materiał rodzimy o grubości 1 + 5 mm, 2 — materiał rodzimy ze zgrzeiną; b) / — złącze zakładkowe jednorzędowe z blachy stalowej o grubości 1 mm, 2 — złącze zakładkowe jednorzędowe z blachy a talowej o grubości 2 mm; c) / — złącze zakładkowe dwurzędowe z blachy stalowej o grubości I mm. 2 — złącze zakładkowe dwurzędowe z blachy stalowej o gmbpici 2 mm; d) / — złącze nakładkowe jednorzędowe z blachy stalowej o grubości 1 mm, | — ałącze nakładkowe jednorzędowe z blachy stalowej o grubości 2 mm

^w przemyśle lotniczym, samochodowym, taborze kolejowym, tramwajowym, w konstrukcjach stalowych w budownictwie. Niskie wartości wytrzymałości zmęczeniowej połączeń zgrzcwunych muszą być brane pod uwagę przy wymiarowaniu złączy w konstrukcji jako całości. Wpływ zgrzeiny na wytrzymałość zmęczeniową materiału rodzimego jest znaczny w całym zakresie obciążeń zmiennych (rys. 3.18a). Wytrzymałość zmęczeniowa złączy punktowych zmniejsza się ze wzrostem grubości blach łączonych (rys. 3.18).

Z przeprowadzonych badań wynika, że koncentracja naprężeń w zgrzeinach liniowych jest znacznie mniejsza niż w punktowych, dlatego wytrzymałość zmęczeniowa złączy liniowych jest wyższa ok. 3 razy.

Elementy maszyn zgrzewane doczołowo (zwłaszcza tarciowo) charakteryzują się prawie taką sumą trwałością, jak elementy wykonane z pełnego materiału. Sprzyja to stosowaniu tych metod łączenia do wykonywania elementów maszyn i urządzeń eksploatowanych przy obciążeniach zmiennych [9]. Niezawodność eksploatacyjna zależy w dużej mierze od warunków obciążenia, skokowej zmiany sztywności, miejsca usytuowania zgrzeiny, obróbki cieplnej po zgrzewaniu, obróbki mechanicznej i chropowatości powierzchni oraz rozwiązania konstrukcyjnego.

3.4.3. Obliczanie połączeń zgrzewanych w budownictwie i konstrukcjach stalowych; metoda stanów granicznych

W konstrukcjach stalowych i budownictwie stalowym stosowana jest do obliczania połączeń zgrzewanych, głównie doczołowo (oporowo, zwardowo lub iskrowo), metoda stanów granicznych. Rozróżnia się: stany graniczne nośności, stany graniczne użytkowania, po osiągnięciu których konstrukcja ulega zniszczeniu lub przestaje odpowiadać założonym wymaganiom użytkowym.

Obliczanie wg stanów granicznych nośności ma na celu sprawdzenie, czy jest zapewniona wytrzymałość i stateczność konstrukcji, przy czym dopuszcza się przekroczenie wytrzymałości obliczeniowej materiału nie większe niż 2%.

Wytrzymałość obliczeniową zgrzein ustala się na podstawie wytrzymałości obliczeniowej R (tabł. 3.10) łączonych stali mnożąc ją przez współczynnik | podany w tabł. 3.11. W przypadku połączeń elementów ze stali o różnej wytrzymałości obliczeniowej R, wytrzymałość obliczeniową zgrzein ustala się na podstawie stali o niższej wytrzymałości, przyjmując również właściwy dla tej stali współczynnik s. Konstrukcje lub elementy konstrukcyjne narażone na działanie obciążeń zmiennych powinny być zabezpieczone przed zniszczeniem na skutek zmęczenia stali. Wpływ zmęczenia materiału uwzględnia się w obliczeniach, mnożąc wartość wytrzymałości obliczeniowej R przez korekcyjny współczynnik zmęczeniowy m_m. Wartość tego współczynnika można określać wg tabł. 2.2 w [15] lub wg PN-90/B-03200.

Obliczanie połączeń zgrzewanych metodą stanów granicznych polega na porów-