发布时间 : 星期二 文章焊接结构试题库更新完毕开始阅读810749d76294dd88d1d26b14
12.作出低碳钢长板条中心焊接，在热源附近（600度最宽处）单位长度上热态时的变形与内应力状态。（8分）
答案教材P84图3-29(a) 纵向应力，εT ,εe，εTT,εT,T,ε 横向应力纵向应力T 横向应力 σσ T,εT,εT,εe 弹性区塑性区T ε εε ε1ε ε εεε
四．分析下列问题
1.焊接时为什么会产生内应力和变形？焊接内应力与焊接变形之间一般有什么关系？ 答题要点：1）焊接不均匀温度场的作用； 2）热塑冷缩的原理；
3）拘束使变形减小内应力增加。
1． 根据普通厚度平板对接熔化焊加热条件，分析焊接过程产生内应力和变形的原因？并说明一般低碳钢平板对接熔
化焊，焊接残余应力峰值大小和截面上的分布规律？（和第一题类似 但是都考得这道题，出现概率极大） 答题要点：1）焊接不均匀温度场的作用；4分 2）热塑--冷缩的原理；4分
3）焊缝及附近为拉应力，中心峰值达到材料的屈服极限，距焊缝较远的两侧为分布范围较宽峰值较低的压
应力。4分
2.由断口特征怎样鉴别延性断裂；脆性断裂和疲劳断裂？ 答题要点：1）宏观特征 塑变状态 断口显示； 2）微观特征 韧窝 解理 年轮线； 3）指出对应的断裂形式。
3.试分析焊接残余应力对接头静载强度的影响？ 答题要点：1)纵向残余应力在截面上的分布; 2分 2)对塑性材料接头的影响; 5分 3) 对脆性材料接头的影响; 3分 4.分析说明焊接残余应力对结构静载强度的影响。 答题要点：1) 纵向残余应力在截面上的分布; 2分 2) 对塑性材料接头的影响; 5分 3) 对脆性材料接头的影响; 3分
5.利用应力集中概念，分析焊接接头中产生工作应力不均匀的原因（概率大） 答题要点：1) 应力集中的概念; 2分 2) 焊接缺陷原因; 3分 3) 焊缝外形原因; 2分 4）不合理的接头设计；3分
6.试分析焊接接头应力集中对接头静载强度的影响？ 答题要点：1) 应力集中的概念; 2) 对塑性材料接头的影响; 3) 对脆性材料接头的影响;
7.利用“热塑冷缩”原理分析低碳钢中厚板焊接产生内应力和变形基本原因。
答题要点：1）焊接不均匀温度场的作用； 2）热塑--冷缩的原理；
3）拘束使变形减小内应力增加。
8.焊接接头有几种，比较分析各种接头工作应力分布特点和性能。
答题要点：1）四种接头的集合特征； 2）各接头应力集中程度； 3）承载性能。
9.焊接时为什么会产生内应力和变形？焊接内应力与焊接变形之间一般有什么关系？ 答题要点：1）焊接不均匀温度场的作用；3分 2）热塑--冷缩的原理；4分
3）拘束使变形减小内应力增加。3分
1． 根据图示框结构分析说明中心焊接柱及两侧柱上的焊后内应力状态，并绘出内应力分布示意图。
答题要点：
1）焊接中心柱无结构拘束下的自由状态热塑--冷缩焊后内应力分析；2分 2）在两侧柱拘束下焊接中心柱热塑--冷缩后内应力分析；2分 3）结构拘束下焊接中心柱焊后合成内应力分析；3分 4）内应力分布示意图。5分
10.根据右侧题图说明中心和两侧柱体结构上内应力产生原因，并画出三柱体上的轴向内应力分布规
律。（15分）
答题要点：1）利用热塑--冷缩的原理说明并绘出焊接残余应力的分布； 2）结构拘束使内应力增加。
σx+σσffσxσs
五. 强度计算接头（10分）
1.试设计图示丁子接头角焊缝的焊角尺寸K，焊缝金属的许用应力[τ']=100MPa。
角焊缝计算截面轴惯性距 I=2*（0.7K*l/12）。 解答：τM=(P*L/I)*l/2
=(75000*0.2/2*0.7K*0.3/12)*0.3/2=3571429/K τQ=P/1.4K*l
=75000/1.4K*0.3=178571/K τ=(τ
2M
21/2Q
2
3
3
+τ)=[τ']
21/2
6
6
[(119048/K)+(178571/K)]=100*10 K=3575890/100*10=0.0358m 取K=36mm (每步2.5分)
2. 如图所示的起重吊耳由厚低碳钢板制成，采用角焊缝与被吊件连接。试设计其焊接接头（焊角尺寸和焊缝长度）。吊耳δ=20mm [σ]=160MPa 焊缝[τ]=100MPa
解：由 σ＝P/δ*l=[σ]
l=P/δ*[σ]=320*10/20*10*160*10 l=0.1m=100mm
吊耳实际宽度L＝l+2*R=120mm (5分) 由角焊缝强度计算； τ=P/0.7K*∑l=[τ]
K=P/0.7*∑l*[τ]=320*10/0.7*2*0.14*100*10 K=0.0163m
接头焊角K取18mm，吊耳宽120mm. (5分)
3.丁字接头如图所示，t=40mm,h=120mm,开孔直径D=40mm,承受拉力P。母材的许永应力为[σ]，焊缝金属的抗剪许用应力[τ]=0.65[σ]。当要求焊缝与母材等强时，焊角K的尺寸应为多大？ 解答：角焊缝计算截面面积S1=120*0.7K τ=P/S1=[τ]=0.65[σ] P=0.65[σ]S1
母材承载截面面积S2=20*（120-40） σ=P/S2=[σ] P=[σ]S2
按等强原则： 0.65[σ]S1= [σ]S2 0.65*120*0.7K=20*(120-40) 3
6
3
-3
6
K=80/(0.65*4.2) =29.3mm 取 K为30mm.
3.如图所示一搭接接头，被连接板宽100mm,厚12mm,焊角12mm, 母材抗拉许用应力 [σ]=160Mpa， 焊缝金属抗剪许用应力[τ]=100Mpa。如果要求焊缝与母材等强，试设计其大接长度？ 解答：角焊缝计算截面面积S1=2*0.7K*l τ=P/S1=[τ] P=[τ]S1
母材承载截面积S2=100*12 σ=P/S2=[σ] P=[σ]S2
按等强原则： [τ]S1=[σ]S2
l=160*100*12/（100*2*0.7*12）
=114.3mm
取搭接长度 l为115mm.
4. T型构件与壁板采用角焊缝围焊，周边焊缝惯性矩IF= 652cm4,截面重心yc=13.7cm，设计焊角 K=0.6cm，其许用应力[τ]=10000N/cm。计算连接强度是否符合要求？
解答：T型梁受偏心集中载荷作用，连接焊缝上出现弯曲应力和剪应力。最大应力点会出现在距中性层最远与平均剪应力共同作用的位置。该位置为腹板下方处。其等效应力计算为： σ＝[(σM)+(τ
2
2Q
1/2
2
)]ττσσ
4
2
2
σM=(3000N*100CM/652CM)*13.7CM =6303.7N/CM τQ=3000N/2*0.7*0.6cm*18cm =198.4N/cm σ=6306.8N/cm
2
2
等效应力σ<[τ]=10000N/cm 故连接强度符合要求。
5.工字型构件与壁板采用角焊缝围焊，其接头尺寸和载荷作用情况如图示。周边角焊缝计算截面惯性矩IF= 652cm,设计焊角 K=10cm，其许用应力[τ]=10000N/cm。计算连接强度是否符合要求？
解答：工字型梁受偏心集中载荷作用，连接焊缝上出现弯曲应力和剪应力。最大应力点会出现在距中性层最远与平均剪应力共同作用的位置。该位置为腹板下方处。其等效应力计算为：
1．受拘束低碳钢杆件，加热冷却过程中的应力与变形状态。（12分）
2
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