Если пластическая податливость недостаточна, то при расчете прочности сварного элемента необходимо учитывать собственные напряжения, методы оценки которой частично даны в п. 4.3. Не останавливаясь на общих вопросах определения реактивных напряжений при сварке, которые относятся к теории сварочных деформаций и выходят за рамки настоящей работы, оценим усло­вия, при которых необходимо считаться с изменением жесткости листовых элементов вследствие начальной кривизны или бухти — новатости. Распределение напряжений в этом случае можно оце­нить по общеизвестному методу редукционных коэффициентов, широко применяемому в судостроении. Только за редукционный коэффициент для изогнутого элемента в этом случае следует при­нимать величину, обратную вычисленной по формулам (4.41), (4.41а) или (4.43). Так как это усложняет расчеты, целесообразно оценить, в каких случаях такое уточнение необходимо. В качестве критерия примем, что уточненные расчеты необходимы в том слу­чае, когда редукционный коэффициент снижается до 0,8, т. е. погрешности в определении сил простейшими приемами составляют более 10—20%. Подставляя этот критерий в выражение (4.41) для ориентировочной оценки, получим, что уточненный расчет необходим при ф 1/8 ^ 0,79. В случае изгиба по дуге окружности пересчет угла поворота ф на стрелку прогиба / в этом случае дает:

/ > 0,26.

Однако все сказанное касается только оценки средних по тол­щине листа напряжений. Кроме них в пластинах возникают

моментные напряжения. При указанном выше допуске на точность расчета эти напряжения должны учитываться по формулам (4.42), (4.42а) при ср//б ^ 0,2. Отсюда в случае изгиба листа по дуге окружности для стрелки прогиба получается условие: / ^ 0,058.

Переходя к оценке сварочных продольных напряжений в сты­ковых сварных соединениях пластин ограниченной ширины (см. рис. 4.9) и вводя допуск на точность расчетов 20% от предела текучести, можем принять, что продольные сварочные напряжения отсутствуют на участке шва, прилегающем к свободному краю, на длине, равной расчетной ширине упругопластической зоны (2bs). Если длина шва (и ширина соединяемых встык пластин) не превышает удвоенной ширины зоны упругопластйческих деформа­ций, продольные напряжения по всей длине шва можно не учи­тывать. Эти выводы, сделанные согласно рис. 4.9, соответствуют широко используемому при приближенных расчетах правилу рас­пространения полей возмущений под углом 45°. ^

Кроме того, с точностью до 20% сварочные продольные напря­жения можно считать достигшими предела текучести на расстоя­нии, превышающем шесть ширин упругопластической зоны от свободной кромки в очень широких пластинах или в центре по­перечного шва, если его длина превышает десять ширин упруго­пластической ЗОНЫ. ’м

Приближенную оценку распределения сварочных напряжений у острых концентраторов и дефектов можно выполнить по форму­лам (4.38) и (4.39) с учетом ограничения этих напряжений местным условием текучести. Формулы показывают, что вблизи острых дефектов при большой толщине металла локальные остаточные напряжения могут в два и более раз превышать локальный пре­дел текучести материала. Если размеры дефектов невелики, то при температурах выше Тн п такие напряжения, несмотря на вы­сокие локальные значения, не приводят к разрушению при низ­ком уровне внешней нагрузки. Однако при температурах вблизи или ниже Ти-П такие напряжения приводят к весьма низким (0—5 кгс/мм2) уровням разрушающей нагрузки, которые можно оценить методами, использованными в п. 4.5 при анализе условий разрушения крупных образцов.

[1] В действительности ох повышаются в пластической области по мере роста наклепа, но в случаях, когда условие общего течения металла по поперечному сечению не достигнуто, этот эффект оказывает незначительное влияние на проч­ность.