В учебном пособии рассмотрены вопросы образования сварочных напряжений и деформаций, расчетные и экспериментальные методы их определения, влияние на прочность и способы уменьшения. Приведены примеры решения некоторых типовых задач. Для студентов вузов, обучающихся по специальности "Оборудование и технология сварочного производства". ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие 3 Г л а в а 1. Элементы теории упругости 6 1.1. Теория упругости как наука 6 1.2. Теория напряжений 8 1.3. Теория деформаций и перемещений 15 1.4. Основные уравнения, задачи и пути их решения в теории упругости . 18 1.5. Плоская задача теории упругости 22 1.6. Решение плоской задачи в напряжениях при помощи функции напряжений Эри 25 1.7. Решение плоской задачи при помощи функции комплексного переменного 27 1.8. Семейства линий в плоской задаче, характеризующие напряженно-деформированное состояние 30 Глава 2. Образование и расчет остаточных напряжений в симметричных одномерных задачах 32 2.1. Методологические основы анализа развития деформаций и напряжений в моделях сварных соединений 32 2.2. Деформации при нагреве и охлаждении стержня 34 2.3. Деформации и напряжения в пластине с прорезами 37 2.4. Образование напряжений и деформаций в сварном соединении ... 47 2.5. Расчетный метод Николаева 50 2.6. Расчетный метод Трочуна 54 Глава 3. Расчетный аналитический метод определения остаточных сварочных напряжений в условиях плоского напряженного состояния 57 3.1. Исходные положения и физико-математические основы расчетного метода 57 3.2. Разработка интегральной формулировки задачи 62 3.3. Решение определяющих интегралов 70 3.4. К вопросу о вычислении контурных интегралов 74 3.5. Базовое напряженное состояние при сварке пластин 77 3.6. Учет влияния на остаточные напряжения ограниченности размеров сварных соединений и продольной жесткости сборочно-сварочной оснастки 82 3.6.1. Сварка в абсолютно жестком приспособлении 82 3.6.2. Сварка в свободном состоянии 90 3.6.3. Сварка в приспособлении промежуточной жесткости .... 92 3.7. Учет влияния на остаточные напряжения продольного внешнего нагружения после сварки 93 3.7.1. Влияние равномерного растяжения 93 3.7.2. Влияние равномерного сжатия 95 Глава 4. Экспериментальные методы определения сварочных деформаций и напряжений 98 4.1. Исходные положения экспериментальных методов 98 4.2. Механические деформометры 101 4.3. Электротензометрия 105 4.4. Определение напряжений в глубине металла 109 4.5. Определение напряжений неразрушающим магнитоупругим методом 113 4.6. Поляризационно-оптический метод 115 4.7. Исследование кинетики сварочных деформаций и напряжений 118 4.8. Определение полной деформации при. сварке 121 4.9. Определение остаточных продольных пластических деформаций укорочения при сварке 122 Глава 5. Расчетное определение остаточных сварочных деформаций 124 5. 1. Классификация сварочных деформаций 124 Б. 2. Определение усадочной силы 125 5. 3. Деформации продольного укорочения от продольных швов 128 5. 4. Деформации поперечного укорочения 130 5. 5. Деформации продольного укорочения при сварке продольных и поперечных швов 133 5. 6. Деформации изгиба 135 5. 7. Угловые деформации 138 5. 8. Деформации потери устойчивости 144 5. 9. Деформации скручивания 148 5.10. Определение перемещений при сварке оболочковых конструкций 150 Глава 6. Остаточные напряжения как силовой фактор в хрупком раз рушении сварных соединений 156 6.1. Силовой и деформационный критерии хрупкого разрушения 156 6.2. Постановка сварочных задач теории трещин хрупкого разрушения, пути их решения и существующие проблемы 163 6.3. Расчет параметров КІ в силовом поле остаточных напряжений для некоторых типовых трещин 166 6.3.1. Симметричная поперечная трещина в сварном соединении бесконечных размеров с бесконечным прямолинейным швом 166 6.3.2. Симметричная поперечная трещина в сварном соединении ограниченных размеров при с ?2 169 6.3.3. Симметричная продольная трещина в шве сварного соединения прямоугольной формы при с < 1 172 6.3.4. Несимметричная продольная трещина в шве сварного соединения прямоугольной формы при с < 1 174 6.3.5. Симметричная продольная трещина в шве сварного соединения прямоугольной формы при произвольном с 176 6.4. Обобщенный метод расчета КІ и КІІ для произвольных трещин без предварительного определения остаточных напряжений 177 6.5. Расчетный метод определения раскрытия трещины в ее вершине 185 Г л а в а 7. Уменьшение сварочных напряжений и деформаций 191 7. 1. Принципиальные основы снижения остаточных деформаций и напряжений 191 7. 2. Классификация методов снижения остаточных деформаций и напряжений 196 7. 3. Сварка концентрированными источниками нагрева 197 7. 4. Сварка с теплоотводом 200 7. 5. Сварка с предварительным растяжением 202 7. 6. Компенсация деформаций при сварке 211 7. 7. Применение зажимных приспособлений 214 7. 8. Статическое нагружение 215 7. 9. Прокатка сварных соединений 216 7.10. Вибрационная обработка 219 7.11. Термообработка сварных конструкций 221 7.12. Термическая правка балок 225 Приложение 230 Список литературы 242 Предметный указатель . 243