焊接接头的强度计算
焊接强度计算
受扭矩的接头强度计算
① 矩形截面构件的接头 若开坡口四周全焊，接头的 最大切应力按下式计算：
τ max
Mn = 2 ⋅ Z ⋅ (h − Z )( B − Z )
若不开坡口四周全部角焊， 接头的最大切应力为：
τ max
Mn = 2 × 0.7 ⋅ K (h + 0.7 K )( B + 0.7 K )
受弯矩联接接头的强度计算
① 若构件同时承受弯矩M和轴向力N时，焊缝中应 力分别求出和，由于两者方向相同，所以合成应 力： τ 合 = τ N + τ M ② 若构件同时承受横向力P和轴力N时，则要同时 考虑弯矩M=P·L和轴向力N及剪切力Q=P的作用。 由于构件承受切力Q时，只是腹板承受的，故切 力只由联接腹板的焊缝承受，并设切应力沿焊缝 均匀分布。计算联接的焊缝强度时，应验算两个 位置的合应力： 一个是盖板外侧受拉 M N y max + ≤ [τ ' ] 的焊缝的合成应力： τ 合 = Ix 0 .7 K ⋅ L 另一个是腹板立焊缝 M h N τ合 = ( ⋅ + ) 2 + τ θ2 ≤ [τ ' ] 端点的合成应力： I x 2 0.7 K ⋅ l
② 单面焊的正面、侧面联合 塔接焊缝的强度公式：
P τ= = ≤ [τ ' ] α ⋅ ∑ l 0.7 K ⋅ ∑ l
P
受弯矩的搭接接头计算
2.受弯矩的搭接接头计算 方法有三种： ① 分段计算法：
τ=
M h2 0.7 K [l (h + K ) + ] 6
② 轴惯性矩计算法 最大切应力： M τ max = ⋅ y max ≤ [τ ' ] IX
载荷平行于焊缝丁字接头强度计算
结构连接强度计算公式
结构连接强度计算公式在工程结构设计中，连接强度是一个非常重要的参数。
连接强度的大小直接影响着整个结构的安全性和稳定性。
因此，准确计算结构连接强度是非常重要的。
在本文中，我们将介绍结构连接强度的计算公式，并对其进行详细解析。
结构连接强度的计算公式通常由材料的强度和连接方式的特点决定。
一般来说，结构连接强度的计算公式可以分为以下几种类型，焊接连接、螺栓连接和胶合连接。
下面我们分别来介绍这几种连接方式的计算公式。
焊接连接的计算公式通常包括焊接接头的计算和焊缝的计算两部分。
焊接接头的计算公式一般为，P = σw × A，其中P为焊接接头的承载能力，σw为焊缝的抗拉强度，A为焊缝的有效截面积。
焊缝的计算公式一般为，σw = 0.7 ×σw0，其中σw0为焊材的抗拉强度。
通过这两个公式可以计算出焊接接头的承载能力。
螺栓连接的计算公式通常包括螺栓的拉伸计算和剪切计算两部分。
螺栓的拉伸计算公式一般为，P = σb × A，其中P为螺栓的承载能力，σb为螺栓的抗拉强度，A为螺栓的有效截面积。
螺栓的剪切计算公式一般为，P = τ× A，其中P为螺栓的承载能力，τ为螺栓的抗剪强度，A为螺栓的有效截面积。
通过这两个公式可以计算出螺栓的承载能力。
胶合连接的计算公式通常为，P = τ× A，其中P为胶合接头的承载能力，τ为胶合材料的剪切强度，A为胶合接头的有效截面积。
通过这个公式可以计算出胶合接头的承载能力。
除了以上介绍的几种连接方式外，还有一些特殊的连接方式，其计算公式也各有特点。
在实际工程中，我们需要根据具体的连接方式和材料的特性来选择合适的计算公式，并进行准确的计算。
在进行结构连接强度计算时，我们还需要考虑一些特殊因素，如温度、湿度、腐蚀等。
这些因素都会对连接强度产生影响，因此在计算时需要进行合理的考虑和修正。
总之，结构连接强度的计算公式是工程设计中非常重要的一部分。
焊接接头强度与计算
八^表示。、值越大，则应力集中越严重， 应力分布越不均匀。由此可见，焊接接头中实际 工作应力的分布是不均匀的。局部高应力区 (应力集中区）可能使焊接接头的安全性受到损 害；同时，这个应力集中区又往往位于焊接接头 的性能薄弱区。这就要求焊接结构设计人员必须
a)
a)
b)
€
...... ........
c)
d)
图10-1 _工作焊缝与联系焊缝 a)承受工作应力的对接焊缝b)承受联 系应力的对接焊缝c)承受工作应力的
角焊缝d)承受联系应力的角焊缝
设计焊接结构时，对工作焊缝必须进行强度 计算，对联系焊缝则不必计算。对于既有T作应 力又有联系应力的焊缝，只计算工作应力而忽略 联系应力。
计算焊接接头的强度时，一般均假定母材和
图10-5正面角焊缝搭接接头的应力分布
第10章焊接接头强度与计算
409
表10-1正面角焊缝接头中焊缝形状对应力集中的影响
角焊缝形状
焊趾角6 (°)
水平焊脚尺寸 K
应力集中系数欠尹
焊趾处
焊根处
65
t
4.7
6.7
53
0.76f
51
8. 1
45
t
4. 7
6.9
37
t
3.2
6. 6
30Βιβλιοθήκη 1 3U2. 16. 1
焊缝抗剪强度计算
焊缝抗剪强度计算
一、焊缝抗剪强度
焊缝抗剪强度是指沿轴向方向上，将焊缝施加梁顶端的端头载荷，焊缝所承受的最大拉拔应力强度，是衡量焊接结构的剪切强度的重要参数。
焊缝的抗剪强度取决于焊缝的尺寸、形状、材料种类和焊接工艺等。
考虑焊缝的承载力，即焊缝头部弯曲和弯起；焊缝的抗剪强度主要取决于焊接材料的强度，焊缝形状，焊接缝宽和焊道宽度。
（1）焊接接头的抗剪强度为：
σts=K1·K2·K3·σb·[1+(h/2b)·(M/σb–1)]
其中：σts，焊接接头的抗剪强度；K1、K2、K3，焊接接头的规格系数；σb，焊接接头材料单位块的抗拉应力；h，焊接接头的宽度（也称焊道宽度）；b，焊接接头焊缝缝口的宽度；M，焊接接头厚度。
（2）焊接接头的规格系数的计算：
K1=0.6+0.4·（2h/b）
K2=1+0.03·[(h-1)/b]
K3=1-0.01·[(M-2h)/b]
（1）当焊缝头部弯起高度h≤20mm时，焊缝的抗剪强度σts为：σts=K1·K2·K3·σb·[1+(h/2b)·(M/σb–0.6)]
（2）当焊缝头部弯起高度h≥20mm时。
第九课 焊接接头静载强度计算
τ= α
∑l
F
=
F 0.7 K
∑l
≤ [τ ' ]
7
例四：将100×100×10mm的角钢用角焊缝搭接在一块钢 板上，受拉伸时要求与角钢等强度，试计算接头的合理 尺寸K和L应该是多少？ 解：由手册查得角钢 截面积A＝19.2cm2，许用拉应力[σt’]=160Mpa 焊缝的许用应力[τ‘]＝100Mpa，角钢的重心距e=28.3mm 则角钢的许用载荷[F]＝A [σt’]＝19.2×10-4×160×106 ＝307200N，设接头上各段焊缝中的切应力都达到焊缝许 用切应力，若取K＝10mm，则所需焊缝总长为： ΣL＝F/（0.7K[τ’]）＝307200/（0.7×10×10-3×100 × 106）＝0.439m=439mm
第二节 焊接应力集中
1.应力集中的概念 在焊接结构几何形状突变处或不连续处应力突 然增大的现象。
K
T
σ = σ
max m
2.焊接接头中产生应力集中的原因 （1）焊接工艺缺陷 （2）焊接接头处几何形状的改变 （3）不合理的接头形式和不合理的焊缝外形
1
第三节 焊接接头的静载强度计算
一、工作焊缝和联系焊缝
8
合理布置焊缝： 正面角焊缝L3＝100mm，则侧面角焊缝总长为 339mm，考虑到两侧角焊缝均匀受力及合力作用线 应当通过角钢重心，根据力的平衡原理，可得出下 列方程组：
L1 + L 2 = 339 L1e = L 2( L3 e)
解方程组得：L1＝243mm，L2＝97mm 实际取L1＝250mm，L2＝100500mm的钢板对接在 一起，两端受284000N的拉力，材料为Q235-A钢， [σt’]＝142Mpa，试校核其焊缝强度。 解： σt＝F/（Lδ1）＝284000/（500×5）＝ 113.6Mpa 例二：两块板厚为10mm的钢板对接，焊缝受 29300N的切力，材料为Q235-A钢，试设计焊缝的 长度（钢板宽度）,[τ/]=98MPa。 解：由 得 Q Q Q '
搭接焊接的强度计算公式
搭接焊接的强度计算公式搭接焊接的强度计算公式主要包括两个方面，焊接接头的抗拉强度和抗剪强度。
在进行搭接焊接时，我们通常需要计算这两种强度以评估焊接接头的可靠性。
首先，让我们来看看搭接焊接接头的抗拉强度计算公式。
抗拉强度是指焊接接头在受拉载荷作用下的最大承载能力。
通常情况下，我们可以使用以下公式来计算搭接焊接接头的抗拉强度：\[ \sigma_t = \frac{F}{A} \]其中，σt表示焊接接头的抗拉强度，F表示受拉载荷，A表示焊接接头的横截面积。
在计算横截面积时，我们需要考虑焊缝的有效截面积以确保计算结果的准确性。
接下来，让我们来看看搭接焊接接头的抗剪强度计算公式。
抗剪强度是指焊接接头在受剪载荷作用下的最大承载能力。
通常情况下，我们可以使用以下公式来计算搭接焊接接头的抗剪强度：\[ \tau = \frac{F}{A} \]其中，τ表示焊接接头的抗剪强度，F表示受剪载荷，A表示焊接接头的横截面积。
与抗拉强度的计算类似，我们需要考虑焊缝的有效截面积以确保计算结果的准确性。
在进行搭接焊接的强度计算时，我们还需要考虑一些其他因素，例如焊接材料的强度、焊接接头的几何形状、焊接工艺的质量等。
这些因素都会对焊接接头的强度产生影响，因此在进行强度计算时需要进行综合考虑。
除了以上介绍的抗拉强度和抗剪强度外，我们还可以通过一些其他方法来评估搭接焊接接头的强度，例如有限元分析、试验验证等。
这些方法可以帮助我们更准确地评估焊接接头的强度，并为焊接工艺的优化提供参考。
总之，搭接焊接的强度计算是焊接工程中非常重要的一环。
通过合理地计算焊接接头的抗拉强度和抗剪强度，我们可以评估焊接接头的可靠性，并为焊接工艺的设计和优化提供指导。
希望本文可以帮助读者更好地理解搭接焊接的强度计算方法，并在实际工程中加以应用。
各类焊缝连接的强度计算
各类焊缝连接的强度计算焊缝是一种将金属材料通过熔化和凝固来连接的工艺。
焊接连接的强度是判断焊缝质量的重要指标之一，也是确保焊接结构安全可靠的关键因素之一、下面将介绍不同类型焊缝连接的强度计算方法。
1.纵向接头焊缝强度计算方法纵向接头焊缝是指在连接件的纵向方向上进行焊接。
若焊缝的宽度为b，其强度计算方法如下所示：强度=焊缝截面积×焊缝的强度焊缝截面积=焊缝宽度×连接件的长度焊缝的强度可以通过实验得出，一般根据焊缝的类型和焊接材料的强度来确定。
2.横向接头焊缝强度计算方法横向接头焊缝是指在连接件的横向方向上进行焊接。
横向接头焊缝的强度计算方法与纵向接头焊缝类似，只是焊缝的宽度和连接件的长度需要根据具体情况来确定。
3.对接焊缝强度计算方法对接焊缝是将两个平行连接件通过焊接进行连接。
对接焊缝的强度计算方法一般采用连接件的孔边有效长度来进行计算。
孔边有效长度是指连接件孔边与焊缝的距离。
对于不同类型的对接焊缝，可以根据实验得到的结果或者理论计算的方法来确定焊缝的强度。
4.角接焊缝强度计算方法角接焊缝是将两个连接件按照一定的角度进行焊接。
角接焊缝的强度计算方法与对接焊缝类似，也是采用连接件的孔边有效长度来进行计算。
需要注意的是，上述计算方法是根据焊缝的形状和连接件的尺寸来确定的，对于具体的焊缝强度计算，还需要考虑材料的物理性质、焊接工艺参数等因素。
此外，还可以通过有限元分析等数值模拟方法来计算焊缝连接的强度。
这种方法可以更真实地模拟焊接过程和焊缝的行为，得到更准确的强度预测结果。
综上所述，焊缝连接的强度计算需要考虑多个因素，包括焊缝形状、连接件尺寸、焊接材料的强度、物理性质和焊接工艺参数等。
正确的强度计算方法可以确保焊接结构的安全性和可靠性。
焊接接头的强度计算
侧面搭接角焊缝
斜向搭接角焊缝
点焊接头的应力分布
• 单排点焊接头的 应力分布（如图） 应力分布（如图） • 多排点焊以两端 焊点受力最大 如图） （如图）
3 焊缝的静载强度计算
焊缝接头强度计算的假设 ① 残余应力对接头强度无影响 ② 应力集中对接头强度无影响 ③ 接头的工作应力是均布的，以平均应力计 ④ 不计正面与侧面焊缝、焊缝的加强与减弱 和不同焊接规范引起的焊缝性能差异，而 用统一的计算截面和许用应力
② 单面焊的正面、侧面联合 塔接焊缝的强度公式：
P τ= = ≤ [τ ' ] α ⋅ ∑ l 0.7 K ⋅ ∑ l
P
受弯矩的搭接接头计算
2.受弯矩的搭接接头计 受弯矩的搭接接头计 算方法有三种： 分段计算法： ① 分段计算法：
τ=
M h2 0.7 K [l (h + K ) + ] 6
② 轴惯性矩计算法 最大切应力： M τ max = ⋅ y max ≤ [τ ' ] IX
h Κ T = 1 + k ⋅ sin θ r
丁字接头（十字接头）的应力分布
十字接头有熔透和未熔 透两种 ① 未熔透的十字接头， 在焊趾和焊根处有较 大的应力集中系数， 其中以焊根处为最大。 ② 熔透的十字接头有较 小的应力集中系数。
搭接接头的应力分布
正面角焊缝:把与力作用 正面角焊缝 方向垂直的焊缝 ① 焊缝根部A点、焊趾 B点应力集中严重 ② 焊趾B点的应力集中 系数随角焊缝的斜边 的夹角θ 而变 ③ 减小 θ、增大熔深焊 透根部和增大底边焊 脚长度，可使Κ T 减小
复杂截面构件接头的计算
计算复杂截面构件接头还要考虑以下几个问题： ◆ 计算复杂截面构件接头还要考虑以下几个问题 ① 计算时要先分析受载情况： 各载荷引起的应力，确定各应力的方向、性质和位置。 确定危险点，最高合成应力，（若危险点难以确定时，应 选几个高应力点计算合成应力，其中合成应力最高处为危 险点） ② 计算合成应力时，最大正应力和最大切应力虽不在同一 点上，但常以最大正应力和平均切应力计算其合成应力， 偏于安全。 ③ 粗略计算时，有时把正应力作为切应力考虑，也是偏于 安全的简化计算方法。
S3焊接接头的强度计算
焊缝位置
焊缝位置应避免在应力集中区域， 如开孔、转角等处，以减小焊接 过程中和焊后产生的应力，提高 接头强度。
焊缝尺寸
焊缝尺寸过小可能无法满足接头 承载要求，过大则可能造成材料 浪费和性能下降。应根据实际需 求选择合适的焊缝尺寸。
材料特性
母材成分
母材的化学成分直接影响其可焊性和焊接接头的性能。对 于高碳钢、合金钢等材料，需采用特殊的焊接工艺和焊材， 以确保接头强度。
焊接电压
焊接电压对焊缝的宽度和深度有一定影响，进而影响接头 强度。电压过低，焊缝窄而深；电压过高，焊缝宽而浅， 均可能降低接头强度。
预热和后热处理
对于某些高强度钢材，预热和后热处理可以减小焊接过程 中的应力，防止裂纹产生，提高接头强度。
接头设计
坡口形式
合理的坡口设计可以减小焊接难 度，提高焊缝质量，进而影响接 头强度。坡口角度、深度和间隙 等参数应根据材料特性和焊接工 艺进行选择。
总结词
实验法是通过实验测试来获取焊接接头的实际强度，通过对比实验数据和理论计算结果来验证理论模型的准确性。
详细描述
实验法是通过制作焊接接头试样，在试验机上进行拉伸、压缩、弯曲等实验，测量焊接接头的实际承载能力。实 验结果可以与理论计算结果进行对比，以验证理论模型的准确性。实验法适用于各种复杂的焊接接头形式，但需 要耗费大量时间和资源，因此在实际工程中应用较少。
S3焊接接头的强度计算
目录
• S3焊接接头的基本概念 • S3焊接接头的强度计算方法 • S3焊接接头强度的影响因素 • S3焊接接头强度的标准与规范 • S3焊接接头强度计算的案例分析
01 S3焊接接头的基本概念
S3焊接接头的定义
01
S3焊接接头是指使用S3材料进行 焊接形成的连接部位，通常用于 机械、建筑、船舶等领域的结构 连接。
焊接强度计算课件
电流大小直接影响焊接质量和 效率，要根据母材厚度、电导
率等参数选择合适的电流。
焊接电压
电压过低会导致电弧不稳定， 过高则会导致电弧飞溅，需要 根据实际情况选择合适的电压 。
焊接速度
焊接速度过慢会导致热影响区 过大，速度过快则会导致母材 未充分熔合，需要选择合适的 焊接速度。
预热和后热
对于某些高强度材料，需要进 行预热和后热处理，以降低应 力、防止裂纹等缺陷的产生。
焊接试样的制备
试样选择
选择具有代表性的焊接接头，确 保试样无缺陷、无变形。
试样制备
按照相关标准进行试样制备，包 括切割、研磨、抛光等步骤，保 证试样表面质量。
焊接强度的试验方法
拉伸试验
通过拉伸试验机对焊接接头进行 拉伸，测试其抗拉强度和延伸率
。
弯曲试验
通过弯曲试验机对焊接接头进行 弯曲，测试其冷弯性能和塑性变
02
焊接强度是评估焊接质量的重要 指标之一，它与焊接接头的几何 形状、尺寸、材料、热处理等因 素有关。
焊接强度的影响因素
焊接材料的质量和化学成分
焊接材料的力学性能和化学成分对焊接接头的强度有重要影响。
焊接工艺和参数
焊接工艺和参数如焊接电流、电压、焊接速度等对焊接接头的形状 、尺寸和内部质量有直接影响，从而影响焊接强度。
焊接变形的控制
焊接过程中由于局部高温和应力作用，往往导致工件产生变形。为确保工件的尺 寸精度和形状稳定性，需要采用反变形、刚性固定等方法进行控制。
智能化焊接的发展趋势
自动化焊接
随着机器人技术的发展，自动化焊接 已成为一种趋势。自动化焊接可以减 少人为因素的影响，提高焊接质量和 效率。
数字化焊接
数字化焊接是指通过数字化技术对焊 接过程进行实时监控和控制。这有助 于提高焊接精度和稳定性，同时降低 对工人技能的要求。