Находим центр масс (тяжести) сварного шва, наносим координатные оси x, y.
Используя правила статики, производим преобразование нагрузки, для этого перенесём силу F в центр масс шва, получим, что шов нагружен сдвигающим усилием F и сдвигающим моментом T:
. (2.44)
Основываясь на принципе независимости действия сил, находим в опасной точке сварного шва напряжение от каждого силового фактора и затем их геометрически суммируем.
Напряжение среза от усилия F:
. (2.45)
Напряжение от момента Т:
, (2.46)
решая относительно , получим:
, (2.47)
где ρmax – расстояние от центра масс:
, (2.48)
Jρ – полярный момент инерции.
Суммарное касательное напряжение в точке 1 (рис. 2.34).
Для упрощения расчёт ведётся в два этапа.
На первом этапе производится приближённый расчёт шва, когда сдвигающее усилие F не учитывается, а предполагается, что действует только сдвигающий момент T.
Тогда уравнение прочности шва можно записать в виде
. (2.49)
Задавшись значениями a и b, можно определить катет шва:
. (2.50)
Округляем катет шва в большую сторону и выполняем уточнённый расчёт с учётом силы F и сдвигающего момент T (смотри выше). При этом для упрощения выполнений расчётов можно принять следующие допущения:
a + k = a; b + k = b,
а величины в которые входит K2 или K3 при определении Jρ считать малыми по сравнению с остальными.