При решении ряда вопросов возникает необходимость знать вели­чину и распределение остаточных сварочных напряжений, в частности, при проверке устойчивости отдельных элементов сварной конструкции, оценке работоспособности сварных соединений и в некоторых других случаях.

На рис. 17.2, б показано распределение остаточных продольных на­пряжений в стыковом соединении.

а - определение площади пластических деформаций;
6 - шпора остаточных продольных напряжений

Однако обычно строят упрощенные эпюры остаточных напряжений, исходя из следующих соображений. Эпюры остаточных продольных пластических деформаций представляют собой площадь криволиней­ной трапеции ABDC (рис. 17.2, а). Величина остаточных продольных пластических деформаций равна - (|еш|+£ч). а вне этой зоны падает до нуля. Поэтому действительную эпюру остаточных продольных пласти­ческих деформаций (площадь ABDC) можно заменить равновеликой площадью прямоугольника (площадь A'B'D'C'). Тогда площадь зоны распределения остаточных пластических деформаций Т можно опре­делить из выражения для объема продольного укорочения сварного со­единения. Действительно, с учетом выражения для объема продольно­го укорочения можно записать

Лг,. = Je,;jF = -(|elu| + E4)Fs, (17.7)

F

откуда

Если площадь поперечного сечения балки значительна, что пра­вомерно для реальных балок, то |єш | « єЛ и левой частью знаменателя можно пренебречь. Тогда площадь пластической зоны может быть оп­ределена с учетом выражения (16.13) по формуле

F, = 0,335КтКоКч —— Ф ел.

Учитывая, что ширина пластической зоны практически одинакова в каждом из элементов, сходящихся у шва, можно записать

где Is - сумма толщин свариваемых элементов у шва.

При этом Is равна:

s - при наплавке валика на кромку (рис. 17.3, а);

2s - при сварке встык элементов равных толщин (рис. 17.3, б); s] + s., - при сварке встык элементов разных толщин (рис. 17.3, в) sp + 2sn - при сварке таврового соединения (рис. 17.3, г).

Рис. 17.3. Определение ширины ломы продольных и.'іастичсских деформации:

а - при пандаїже валика на кромку;

6 - при скаркс штык алемептов ранных толщин:
в - при сварке встык алиментов равных толщин:
/ - при сварке таврового соединении

На рис. 17.4 показаны упрощенные эпюры остаточных деформа­ций и напряжений, которые возникают в поперечном сечении эле­ментов от продольных швов. Построение эпюр выполняют следую­щим образом. В определенном масштабе изображают ширину элемента и ширину пластической зоны в районе шва. Затем прово­дят линию ab, характеризующую действительные деформации є. Эту линию удобно проводить через точки 0’ и ().’ , характеризующие де­формации е„-~jf~ 11 еИ1 +<yzm +(>//,„. В пределах пластической

зоны параллельно линии аЪ и на расстоянии е от нее проводят прямую cd, которая характеризует остаточные пластические деформации. Уп­ругие деформации (на рис. 17.3 заштрихованы) вне пластической зоны соответствуют действительным деформациям, а в пластической зоне равны ss. Эпюра напряжений повторяет в измененном масштабе эпюру упругих деформаций.