5.2.2. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАКТИВНЫХ СВАРОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
Ранее было введено понятие реактивных напряжений напряжений, действующих от соседних сварных узлов на рассматриваемый узел. При таком определении собственные ОСН любого узла могут выступать в качестве реактивных в случае, если проводится анализ остаточной напряженности после, юварки соседнего узла. Следовательно, для определения ОСН в конструкции в целом принципиально. необходимо знать распределение собственных сварочных напряжений для. всех сварных узлов.
Тем не менее для инженерной оценки остаточной напряженности какого-либо узла после сварки необходимо учитывать, ючевидно, только те соседние с ним узлы, зона действия ОН от которых больше, чем расстояния между их сварными швами и сварным швом приварки рассматриваемого узла..
В ответственных высоконагруженных; конструкциях во многих случаях запрещено располагать сварные швы друг от друга ближе, чем на одну две толщины свариваемых листов [365]. Следовательно, при расчете напряженного состояния рассматриваемого узла должны приниматься во внимание только те соседние узлы, зона возмущения реактивных напряжений от которых больше одной-двух толщин свариваемого листа. Такое условие выполняется во всех случаях только для узлов, швы которых перерезают несущие элементы конструкции (например, оболочку сосуда давления или обшивку корпуса судна) и образуют в плоскости свариваемого листа замкнутый контур.
Рассмотрим это требование применительно к различным сварным узлам.
Если шов не перерезает несущий элемент, то, очевидно, сварочная усадка шва не приводит к значительным возмущениям в ней. Например, в узлах, образованных тавровыми соединениями, собственные ОСН затухают на расстоянии от шва порядка толщины листа (см. рис. 5.9). Очевидно, что такая ситуация справедлива, когда напряжения в стенке тавра 
малы. Если сварной шов перерезает несущий элемент, но не образует замкнутого контура в плоскости свариваемого листа (например, стыковой кольцевой или пазовый шов в сосуде давления), то на расстоянии от шва порядка толщины листа поперечные и продольные напряжения выравниваются (ем. рис. 5.8). При этом
напряжения в поперечном направлении становятся равными нулю, так как в этом направлении практически отсутствует, жесткость, сопротивляющаяся усадке шва. Продольные напряжения на расстоянии, равном толщине листа, затухают до незначительного уровня - приблизительно 30 МПа.
К узлам, швы которых перерезают; несущие элементы, конструкции и образуют замкнутый контур, относятся различные узлы подкреплений отверстий, а также так называемые заделки, с помощью которых завариваются временные отверстия прямоугольной формы. Для этих узлов среднеинтегральные по толщине соединения напряжения отличны от нуля, что обусловлено наличием цилиндрической жесткости. На расстоянии 
от шва порядка толщины листа ОСН в этих узлах выравниваются по: толщине, но в отличие от ранее рассмотренных узлов имеют значительный уровень (см. рис. 5.10-5.12).
В связи с изложенным для большинства практически важных случаев реактивные напряжения могут быть схематизированы как напряжения, равномерно распределенные по толщине, несущего элемента. Таким образом, при расчете ОСН в каком-либо узле конструкции в первую очередь необходимо, учитывать реактивные напряжения только от соседних узлов, швы которых перерезают несущий элемент и образуют замкнутый контур в плоскости свариваемого листа. Реактивные. напряжения от всех перечисленных узлов при анализе неплоскостных конструкций (например, оболочечных) можно определить при решении трехмерных пространственных термодеформационных, задач, что, в настоящее время практически неосуществимо. При небольшой кривизне корпуса, а также если несущий элемент — плоскость (например, фрагмент оболочки судна), задачу можно схематизировать как плоскую (заделки) или осесимметричную (узлы подкрепления отверстия) и ее решение оказывается возможным на современных ЭВМ.
Разработанный метод [88, 118] определения реактивных напряжений базируется на следующих закономерностях кинетики деформирования при сварке.
Пластические деформации зависят главным образом от тепловых характеристик процесса сварки, свойств металла и: в значительно меньшей степени от жесткости свариваемых элементов. Это обстоятельство позволяет разделить задачу определения сварочных напряжений и деформаций на две части. В первой части с помощью решения термодеформационной задачи МКЭ определяются пластические деформации, обусловливающие перераспределение объема металла в зоне упругопластического деформирования при сварке (термодеформационная задача). Во второй части на основе решения задачи в рамках теории упругости определяются напряжения в сварном узле в целом (деформационная задача). Исходной информацией для решения деформационной задачи являются начальные деформации
в продольном и поперечном относительно шва направлениях. Начальные деформации, связанные с погонным объемом продольного и поперечного укорочения [118], полученным при решении термодеформационной задачи, принимаются постоянными по толщине соединения, что вполне допустимо при расчете напряжений, равномерно распределенных по толщине.
