Fillet Festigkeit der Schweißnaht Calculator

Die Festigkeit der Schweißnaht einer Kehlnaht wird mit den D1.1:2025 Gleichungen 4-6 und 4-7 berechnet. Zuerst ermitteln Sie die Rechnerische Nahtdicke: Für eine Kehlnaht mit gleichen Schenkeln an einer 90-Grad-Verbindung entspricht die Nahtdicke dem 0,707-fachen der Schenkelgröße. Multiplizieren Sie die Nahtdicke mit der Schweißnahtlänge, um die effektive Fläche zu erhalten. Berechnen Sie dann die Nennspannung mit Gleichung 4-7: F_nw entspricht dem 0,6-fachen der Festigkeit der Elektrodenklassifizierung (FEXX) multipliziert mit einem Richtungsfaktor (1,0 + 0,5 mal Sinus hoch 1,5 des Belastungswinkels). Multiplizieren Sie F_nw mit der effektiven Fläche, um die Nennfestigkeit R_n zu erhalten. Für die Bemessung wenden Sie ASD (Division durch den Sicherheitsfaktor 2,0) oder LRFD (Multiplikation mit dem Widerstandsfaktor 0,75) gemäß Abschnitt 4.7.3.2 an. Die Verbindungsfestigkeit ist der niedrigere Wert der Schweißgut- und Grundwerkstoff-Kapazitäten gemäß Abschnitt 4.7.3.

D1.1 definiert drei Nahtdickenmessungen für Kehlnähte. Die theoretische Nahtdicke ist der senkrechte Abstand von der Nahtwurzel zur Hypotenuse des größten rechtwinkligen Dreiecks, das in den Schweißnahtquerschnitt eingeschrieben ist. Für eine Kehlnaht mit gleichen Schenkeln an einer 90-Grad-Verbindung entspricht dies dem 0,707-fachen der Schenkelgröße. Die Rechnerische Nahtdicke entspricht der theoretischen Nahtdicke für Standardkehlnähte zwischen 80 und 100 Grad gemäß Abschnitt 4.5.2.6. Die tatsächliche Nahtdicke ist der kürzeste gemessene Abstand von der Wurzel zur Oberfläche, der aufgrund von Schweißdurchdringung oder Konvexität die theoretische Nahtdicke überschreiten kann. Dieser Rechner verwendet die theoretische Nahtdicke (gleich der Rechnerische Nahtdicke für Standard-90-Grad-Verbindungen), was konservativ ist. Für Nicht-90-Grad-Verbindungen erfordert Abschnitt 4.5.2.6 geometrisch angepasste Berechnungen, die von diesem Werkzeug nicht abgedeckt werden.

Eine 1/4 Zoll Kehlnaht mit gleichen Schenkeln, die mit einer E70 Elektrode hergestellt wird, hat eine Nennfestigkeit von ungefähr 7.425 lbs pro Zoll Schweißnahtlänge (33,0 kN pro Zoll), wenn sie längs belastet wird. Die Berechnung: Rechnerische Nahtdicke entspricht 0,707 mal 0,250 Zoll gleich 0,177 Zoll. Effektive Fläche pro Zoll entspricht 0,177 Quadratzoll. Nennspannung F_nw entspricht 0,6 mal 70 ksi gleich 42 ksi. Nennfestigkeit pro Zoll entspricht 42 mal 0,177 gleich 7,43 kips pro Zoll. Die Anwendung des ASD-Sicherheitsfaktors von 2,0 ergibt eine zulässige Festigkeit von ungefähr 3.712 lbs pro Zoll (16,5 kN pro Zoll). Die LRFD-Bemessungsfestigkeit beträgt 0,75 mal 7.425 gleich 5.569 lbs pro Zoll. Bei Querbelastung bei 90 Grad erhöht sich die Nennfestigkeit um 50 Prozent auf ungefähr 11.137 lbs pro Zoll aufgrund der richtungsabhängigen Festigkeitsverbesserung in Gleichung 4-7.

Der Wert 0,6 in D1.1 Gleichung 4-7 ist der Koeffizient zur Berechnung der Nennspannung F_nw an der Rechnerische Nahtdicke einer Kehlnaht. D1.1 definiert F_nw als 0,6 mal FEXX mal einen richtungsabhängigen Verbesserungsfaktor. Dieser Koeffizient spiegelt wider, dass Kehlnähte auf der Ebene der Rechnerische Nahtdicke auf Scherung belastet werden und der nominale Scherwiderstand des Schweißguts ungefähr 60 Prozent seiner Zugfestigkeitsklassifizierung beträgt. Es ist kein Sicherheitsfaktor. Die Sicherheitsfaktoren werden separat angewendet: für ASD ist der Sicherheitsfaktor Omega gleich 2,0; für LRFD ist der Widerstandsfaktor Phi gleich 0,75. Diese sind in Abschnitt 4.7.3.2 festgelegt. Eine Kehlnaht, die mit einer E70 Elektrode hergestellt wird, hat also eine Nennspannung von 42 ksi (0,6 mal 70), und die Bemessungswerte betragen 21 ksi (ASD) oder 31,5 ksi (LRFD), bevor die richtungsabhängige Verbesserung berücksichtigt wird.

Ja. D1.1:2025 Gleichung 4-7 enthält einen richtungsabhängigen Festigkeitsverbesserungsfaktor: F_nw entspricht 0,6 mal FEXX mal (1,0 + 0,5 mal Sinus hoch 1,5 des Belastungswinkels Theta). Wenn eine Kehlnaht längs belastet wird (Theta gleich 0 Grad, Scherung entlang der Schweißnahtachse), beträgt der Verbesserungsfaktor 1,0 und F_nw entspricht 0,6 mal FEXX. Bei Querbelastung (Theta gleich 90 Grad, Kraft senkrecht zur Schweißnahtachse) ist Sinus hoch 1,5 von 90 gleich 1,0, was einen Verbesserungsfaktor von 1,5 ergibt. Dies bedeutet, dass eine quer belastete Kehlnaht 50 Prozent mehr Kapazität hat als dieselbe längs belastete Schweißnaht. Bei 45 Grad beträgt die Verbesserung ungefähr 30 Prozent. Dieser Rechner verwendet standardmäßig 0 Grad (am konservativsten). Verwenden Sie den erweiterten Umschalter, um einen anderen Belastungswinkel anzugeben, wenn Sie die Richtung der angewendeten Kraft relativ zur Schweißnahtachse kennen. Hinweis: Dies gilt für einzelne lineare Kehlnähte oder parallele Gruppen gemäß Abschnitt 4.7.3.2, nicht für exzentrisch belastete Schweißnahtgruppen.