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梁式构件焊接时所需夹紧力的确定

2019-12-17

梁式结构易出现的焊接变形是纵向弯曲变形、扭曲变形和翼缘因焊缝横向收缩形成的角变形。

如图2-8(d)所示的T形梁,焊后出现纵向弯曲,它是因焊缝纵向收缩产生的弯矩作用而形成的。隔振组件该弯矩可用下式表达

图2-8 焊接T形梁的纵向弯曲

Mw=Fwe

式中 Fw——焊缝纵向收缩力,N,单面焊时,Fw=1.7DK2,双面焊时Fw=1.15×1.7DK2;

K——焊脚尺寸,mm,见图2-8(e);

D——工艺折算值,埋弧焊时D=3000N/mm2,焊条电弧焊时D=4000N/mm2;

e——梁中性轴至焊缝截面重心的距离,mm,见图2-8(e)和图2-7。

如图2-7所示,T形梁中性轴尺寸由平面几何知识得出:

图2-7 T形梁模型L—T形梁中性轴;K—焊脚高

由平面几何知识得知:此类等腰直角三角形焊缝截面重心离翼板上端面的距离为K/3。因此可以求出

(2-14)

梁在弯矩Mw作用下,呈现圆弧形弯曲,其弯曲半径为

(2-15)

梁中心所形成的挠度为

(2-16)

为了防止焊缝纵向收缩而形成梁的纵向弯曲变形,在大多数梁用焊接夹具中都装有成列的相同夹紧机构,其夹紧作用如同焊接梁上作用着均布载荷q[图2-8(a)],使梁产生与焊接变形相反的挠度f以抵消fw,f的大小可用下式表示

(2-17)

根据式(2-16)和式(2-17)以及考虑到f应等于fw,则可求出均布载荷q,也即防止梁焊接弯曲变形所需的夹紧力,即

隔振组件

(2-18)


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