焊接变形应力和强度知识点问答题

1、焊接变形应力和强度知识点问答题36 什么是工作焊缝？什么是联系焊缝？焊接结构上的焊缝，根据其载荷的传递情况，可分为两种：一种焊缝与被连接的元件是串联的，承担着传递全部载荷的作用，一旦断裂，结构就立即失效，这种焊缝称为工作焊缝，见图30a、图30b，其应力称为工作应力。另一种焊缝与被连接的元件是并联的，仅传递很小的载荷，主要起元件之间相互联系的作用，焊缝一旦断裂，结构不会立即失效，这种焊缝称为联系焊缝，见图30c、图30d，其应力称为联系应力。设计时，不需计算联系焊缝的强度，只计算工作焊缝的强度。45 试述焊接接头形式对疲劳极限的影响。焊接结构中，在接头部位由于具有不同的应力集中，将对接头的疲劳

2、极限产生程度不同的不利影响。对接接头 对接接头从焊缝至母材的形状变化不大，应力集中比其它接头要小，所以在所有的接头形式中具有最高的疲劳极限。但是过大的余高会增加应力集中，使疲劳极限下降。T形接头 这种接头由于在焊缝向基本金属过渡处有明显的截面变化，应力集中系数比对接接头的应力集中系数高，因此其疲劳极限远低于对接接头。提高T形接头疲劳极限的根本措施是开坡口焊接和加工焊缝过渡区使之圆滑过渡。搭接接头 这是一种疲劳极限最低的接头形式，特别是在原来对接接头的基础上，增加盖板来进行“加强”，其结果适得其反，这种盖板非但没有起到“加强”作用，反而使原来疲劳极限较高的对接接头被大大地削弱了。47 如何选用合

3、理的结构形式来提高接头的疲劳极限？选用应力集中较小的结构形式是提高疲劳极限的重要措施，几种设计方案的正误比较，见图39。 50 什么是延性断裂？什么是脆性断裂？根据金属材料断裂前塑性变形的大小，断裂可分为延性断裂和脆性断裂两种形式。延性断裂 断裂过程是：金属材料在载荷作用下，首先产生弹性变形。当载荷继续增加到某一数值，材料即发生屈服，产生塑性变形。继续加大载荷，金属将进一步变形，继而发生微裂口或微空隙，这些微裂口或微空隙一经形成，便在随后的加载过程中逐步汇合起来，形成宏观裂纹。宏观裂纹发展到一定尺寸后，扩展而导致最后断裂。脆性断裂 在应力低于材料的设计应力和没有显著的塑性变形情况下，金属结构发

4、生瞬时、突然破坏的断裂（裂纹扩展速度可高达1500200m/s）称为脆性断裂。脆性断裂的裂口平整，与正应力垂直，没有可以觉察到的塑性变形，断口有金属光泽。52 试述温度对焊接结构产生脆性断裂的影响什么是脆性转变温度？如果把一组开有相同缺口的试样在不同温度下进行试验，则随着温度的降低，其破坏方式会发生变化，即从塑性破坏变为脆性破坏，见图42。当温度降到某一临界值时，将出现塑性到脆性断裂的转变，这个温度称之为脆性转变温度。脆性转变温度高，材料的脆性倾向严重。应当注意，同一材料采用不同试验方法，将会得到不同的脆性转变温度值。53 试述加载速度对焊接结构产生脆性断裂的影响。随着加载速度的增加，材料的屈

5、服点提高，因而促使材料向脆性转变，其作用相当于降低温度，使材料的脆性转变温度升高，见图43。应当指出，在同样加载速率下，当结构中有缺口时，应变速率可呈现出加倍的不利影响。因为此时有应力集中的影响，应变速率比无缺口高得多，从而大大地降低了材料的局部塑性。因此，结构钢一旦开始脆性断裂，就很容易产生扩展现象。当缺口根部小范围金属材料发生断裂时，在新裂纹前端的材料立即突然受到高应力和高应变载荷，即一旦缺口根部开裂，就有高的应变速率，而不管其原始加载条件是动载还是静载，此时随着裂纹加速扩展，应变速率更急剧增加，致使结构最后破坏。54 试述材料状态对焊接结构产生脆性断裂的影响。厚度的影响 厚板在缺口处容易

6、形成三向拉应力，因此容易使材料变脆。曾经把厚度为45mm的钢板，通过加工制成板厚分别为10、20、30、40mm的试件，研究不同板厚所造成不同应力状态对脆性破坏的影响，发现在预制40mm长的裂纹和施加应力等于1/2屈服点的条件下，当厚度小于30mm时，发生脆断的脆性转变温度随板厚增加面直线上升；当板厚超过30mm时，脆性转变温度的增加较为缓慢。晶粒度的影响 低碳钢和低合金钢的晶粒越细，其脆性转变温度越低。化学成分的影响 钢中的C、N、O、H、S、P等元素会增加钢的脆性；另一些元素如Mn、Ni、Cr、V，如果加入量适当，有助于减少钢的脆性。57 试比较脆性断裂和疲劳断裂两者的不同点。脆性断裂和疲劳断裂从性质到形式都一样。两者比较，都是低应力破坏，断裂时的变形都很小，但疲劳需要多次加载，而脆性断裂一般不需要多次加载。结构脆断是瞬时完成的，而疲