В своей работе я часто сталкиваюсь с вопросами расчета сварочных швов. Конструктору на первоначальном этапе проектирования уже необходимо прикинуть характеристики данного соединения. Для меня было приятным сюрпризом, что решения KISSsoft справляются и с этой задачей также легко и непринуждённо, как и с проектированием зубчатых колес.

Основные принципы, заложенные в расчет: DIN 18800, часть 1, выпуск ноябрь 1990 года, в частности раздел 8.4 «Соединения с дуговой сварки»
Используем вкладку «Сварные соединения»

В меню выбираем тип шва. Доступны следующие варианты:
1.Стыковой сварной шов, проваренный

2. Сдвоенный неполный V-образный шов, проваренный встречно

3.Неполный V-образный шов, встречно проваренный подварочный слой

4. Неполный V-образный шов, проваренный корень шва

5. Неполный Y-образный угловой шов, проваренный корень шва

6. Неполный Y-образный шов, непроваренный

7. Двойной неполный Y-образный угловой сварной шов, непроваренный

8.Двойной неполный Y-образный шов, непроваренный

9. Двойной I-образный шов, непроваренный

10.Угловой сварной шов, непроваренный

11. Двойной угловой сварной шов, непроваренный

Далее необходимо определить параметры шва и задать нагрузку на шов. Конструктор может задать нормально усилие и поперечное усилие.

Если с толщиной шва и длиной шва более-менее понятно, то
γM: Коэффициент запаса
αW : Граничный коэффициент сварочного шва
Коэффициент запаса γm обычно принимается 1.1 как указано в разделе 7.3 DIN 18800. Однако, вы также можете использовать значение 1.0, чтобы доказать возможность для эксплуатации или уменьшения жесткости.

Граничный коэффициент сварочного шва αW принимается из следующих соображений (таблица 1 ):
Тип сварочного шва Качество шва Напряженное состояние St37-2 и подобные St52-3 и подобные
1 — 4 Все типы Сжатие 1.0 1.0
Проверенный шов растяжение 1.0 1.0
Непроверенный шов растяжение 0.95 0.85
5 — 11 Все типы Сжатие, растяжение 0.95 0.85
1 — 11 Все типы Сдвиг 0.95 0.85

Материалы содержащиеся в базе соответствуют стандарту DIN 18800. Пользователь может ввести и собственные параметры.

Про математику, которая используется в KISSsoft. Для расчета эквивалентных напряжений используется следующее выражение:

Где
σW,V : Эквивалентные напряжения [N/mm2f ]
σr: Нормальные напряжения [N/mm2]
τr: Cдвиговые напряжения (вертикальны к сварочному шву) N/mm2]
τp: Сдвиговые напряжения (параллельны к сварочному шву) [N/mm2]

Напряжение на границе сварочного шва σW,R,d рассчитывается по следующей формуле:

Где:
αW : Граничный коэффициент сварочного шва
Rp: Предел текучести [N/mm2]
γM: Коэффициент запаса компонента

Расчет производится моментально и конструктор оценивает результаты.