МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

НАДЕЖНОСТЬ В ТЕХНИКЕ. ВЕРОЯТНОСТНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА НА УСТАЛОСТЬ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

РД 50—694—90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО УПРАВЛЕНИЮ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ

Москва 1901

Оост ^0,5 (Тт

Низкоуглеродистые, низколегированные и высокопрочные стали.

Усиление швов снято заподлицо с основным металлом шлифовкой в направлении, совпадающем с направлением нагрузки.    1

3.2. Стыковые соединения с поперечным швом (односторонние)

«Тост >0,5 От

Низкоуглеродистые, низколегированные и высокопрочные стали.

Необрабатываемые после сварки односторонние швы с обратным формированием при инструментальных методах контроля качества.

Оост>0,5 0т

Низкоуглеродистые и низколегированные стали.

Необрабатываемые после сварки односторонние швы при отсутствии инструментальных методов контроля качества.

Фост >0,5 0т

Высокопрочные стали.

Необрабатываемые после сварки односторонние швы при отсутствии инструментальных методов контроля качества.

о

Продолжение табл. 8

Элемент и схема нагружения Конструктивно-технологические признаки элемента н качество изготовления Группа элементов <ТОСТ<0,5 От Низкоуглеродистые, низколегированные и высокопрочные стали. Необрабатываемые после сварки односторонние швы с обратным формированием при инструментальных методах контроля качества. 36 Ooct^OjS От Низкоуглеродистые и низколегированные стали. Необрабатываемые после сварки односторонние швы при отсутствии инструментальных методов контроля качества. 56 о0ст<0,5 От Высокопрочные стали. Необрабатываемые после сварки односторонние швы при отсутствии инструментальных методов контроля качества. 66 35 3.3, Стыковые соединения, пересекаемые продольным швом, выполненным после стыкового Низкоуглеродистые, низколегированные и высокопрочные стали. Необрабатываемые после сварки качественные двусторонние швы, пересекаемые продольным швом и отвечающие техническим условиям на изготовление металлических конст- рукций. За

3.4. Стыковые соединения с поперечным швом разной толщины или ширины

Низкоуглеродистые, низколегированные и высокопрочные стали.

Необрабатываемые после сварки качественные (инструментальный контроль) двусторонние швы при стыковании листов разной ширины или разной толщины.

(Toct^OjS От

Низкоуглеродистые, низколегированные и высокопрочные стали.

Необрабатываемые после сварки качественные (инструментальный контроль) двусторонние швы при стыковании листов разной ширины или разной толщины.

05

Элемент и схема нагружения	Конструктивно-технологические признаки элемента и качество изготовления	Группа элементов
4.2	4.2. Приварка накладок поперечными угловыми швами Оост^^Хб От Низкоуглеродистые, низколегированные и высокопрочные
	стали.
	Необрабатываемые после сварки качественные поперечные
	угловые швы с полным проваром, отвечающие техническим условиям на изготовление металлических конструкций.	5а

УДК 621.791.052:539.431.001.24    Т59

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Надежность в технике. Вероятностный метод расчета на усталость сварных конструкций

ОКСТУ 0027

Дата введения 01.07.91

Настоящие методические указания распространяются на сварные стальные конструкции и устанавливают метод расчетной оценки усталостной долговечности металлоконструкций из низкоуглеродистых, низколегированных и высокопрочных сталей по номинальным напряжениям на основе статистической оценки параметров силового воздействия и назначения характеристик сопротивления усталости по параметру вероятности отказа сварных соединений.

Методические указания распространяются также на сварные соединения несущих и вспомогательных (ограждающих) конструкций, изготавливаемых из листового и фасонного проката и поковок черных металлов, эксплуатирующихся в интервале температур до минус 40 °С и защищенных от коррозионного воздействия окружающей среды (например окраской, металлизацией или другими покрытиями).

Методические указания не распространяются на элементы конструкций, применяемые в атомном энергомашиностроении.

Настоящие методические указания регламентируют:

1)    методику определения параметров распределения характеристик сопротивления усталости сварных соединений и элементов металлоконструкций с учетом класса прочности стали, коэффициента асимметрии цикла, конструктивного оформления, остаточных напряжений и критериев отказа (критериев предельного состояния);

2)    методику оценки параметров распределения расчетных номинальных напряжений, отражающих основные вероятностно-статистические закономерности изменения характера, значения и повторяемость эксплуатационных нагрузок;

© Издательство стандартов, 1991

I

5.3. Приварка косынок прямоугольной или трапецеидальной формы втавр

0ОСТ>О,5 От

Низкоуглеродистые и низколегированные стали.

Необрабатываемые после сварки качественные угловые швы с полным проваром, отвечающие техническим условиям на изготовление металлических конструкций.

Оост^б,5 От

Высокопрочные стали.

Необрабатываемые    после    сварки    качественные    угловые

швы с полным проваром, отвечающие техническим условиям на изготовление металлических конструкций.

Оост^0,5 От

Низкоуглеродистые и низколегированные стали.

Необрабатываемые    после    сварки    качественные    угловые

швы с полным проваром, отвечающие техническим условиям на изготовление металлических конструкций.

Ooct^OjS От

Высокопрочные стали.

Необрабатываемые    после    сварки    качественные    угловые

швы с полным проваром, отвечающие техническим условиям на изготовление металлических конструкций.

3) метод расчетной оценки усталостной долговечности сварных конструкций по накоплению усталостных повреждений.

Методические указания предназначаются для работников проектных и технологических организаций, НИИ, КБ, ПКТБ, межотраслевых и отраслевых лабораторий, занимающихся проектированием, изготовлением и эксплуатацией сварных стальных конструкций машин и сооружений.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Характеристики сопротивления усталости приведены для качественных сварных соединений, которые отвечают техническим условиям на изготовление сварных конструкций.

1.2.    Статистические параметры силового воздействия могут быть установлены на основе экспериментального исследования эксплуатационной нагруженности металлоконструкций или по ГОСТ 25.101-83.

1.3.    Усталостная долговечность сварных соединений определяется по стадии образования трещин в многоцикловой области нагружения.

1.4.    Расчет сварных соединений металлоконструкций на усталость производят, как правило, по методу предельных состояний. В случае необходимости допускается выполнять расчет по методу допускаемых напряжений.

1.5.    За отказ сварного соединения (за критерий предельного состояния) принимают образование усталостной трещины глубиной 2—3 мм, при которой возможен переход в хрупкое состояние.

Все характеристики сопротивления усталости сварных соединений установлены по этому критерию.

1.6.    Термины, определения и обозначения, принятые в методических указаниях, — по ГОСТ 23.207-78.

1.7.    Определения и обозначения, принятые в методических указаниях, приведены в приложении 1.

1.8.    Примеры расчета на усталость приведены в приложении 2.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СОПРОТИВЛЕНИЯ УСТАЛОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

Кривая усталости по параметру вероятности отказа выражает* ся уравнением

^ar

g(P; N)=o_r (P)e*w+^BR ,    (2)

в котором параметры A _R и В* от вероятности отказа Р не зависят.

2.2.    ХСУ элементов и узлов металлоконструкций определяют в зависимости от:

конструктивно-технологического решения сварного соединения;

остаточных напряжений;

класса прочности стали;

качества сварного соединения;

коэффициента асимметрии цикла.

2.3.    По конструктивно-технологическим признакам сварные соединения, элементы и узлы конструкций с учетом действия усилий относительно шва подразделяют на восемь классов (табл. 1—8):

1    — проверяемые на усталость по основному металлу вдали от сварных швов (табл. 1);

2    — с непрерывными продольными стыковыми и угловыми швами или наплавками (табл. 2);

3    — с поперечными стыковыми швами (табл. 3);

4    — с поперечными угловыми швами (табл. 4);

5    — с приваренными встык, впритык или внахлестку косынками (табл. 5);

6    — с накладками, продольными ребрами, различного рода усилениями и т. д., приваренными с обваркой по контуру, а также нахлесточные соединения с обваркой по контуру (табл. 6);

7    — содержащие нахлесточные соединения с фланговыми швами или имеющие короткие продольные швы, прикрепляющие различного рода косынки, фасонки, упоры и т. д. (табл. 7);

8    — содержащие угловые сварные соединения и работающие на кручение (табл. 8).

2.4.    Остаточные сварочные напряжения (а_0Сг) при определении ХСУ соединений учитывают в соответствии с разделением их на высокие (оост >0,5сг_т) и низкие (а_ост ^0,5а_т)-

Величину Пост можно устанавливать расчетом, экспериментально или по опыту проектирования.

В последнем случае принимают, что высокие остаточные напряжения в поперечных стыковых соединениях возникают при ширине элемента не менее 200 мм и толщине от 16 мм и больше, а в продольных швах — длиной более 1000 мм или толщиной больше 10 мм. Высокие остаточные напряжения образуются независимо от размеров в местах переходов от элемента и концам фланговых швов.

Низкие остаточные напряжения принимают при расчетах на усталость сварных соединений и элементов с короткими стыковыми швами листового проката толщиной меньше 16 мм и фасонного меньше 10 мм.

2 Зак. 893

Таблица 1 Элементы конструкций, проверяемые на усталость по основному металлу вдали от сварных швов (класс 1)

Элемент и схема нагружения Конструктивно-технологические признаки элемента и качество изготовления Группа элементов 1.1 1.1. Основной металл вдали от сварных швов Низкоуглеродистые, низколегированные и высокопрочные стали. Элементы с прокатной поверхностью, кромки фрезерованы или шлифованы. 1 % Низкоуглеродистые, низколегированные и высокопрочные стали. Элементы с прокатной поверхностью, кромки выполнены механической кислородной резкой. 2 'CCD-

Низкоуглеродистые, низколегированные и высокопрочные

стали.

Элементы с прокатной поверхностью, кромки обработаны механически при радиусе перехода R, мм:

R>200;

R>10;

R< Ю.

Оост^<Тг

Низкоуглеродистые, низколегированные и высокопрочные

стали.

Качественный сварной шов со снятым заподлицо усилением.    1