Расчет на прочность клепаных соединений
Расчет на прочность — основной критерий работоспособности прочных клепаных швов —основан на следующих допущениях:
1. Силы трения на стыке деталей не учитывают, считая, что вся нагрузка передается только заклепками.
2. Расчетный диаметр заклепки равен диаметру d0 отверстия.
3. Нагрузка между заклепками распределяется равномерно.
Рассмотрим простейший клепаный шов — однорядный односрезный
внахлестку (рис. 3.6).
При нагружении шва осевой силой F детали (листы) стремятся сдвинуться относительно друг друга. При этом условия прочности элементов шва имеют следующий вид:
а) На смятие поверхностей заклепок и стенок отверстий
(3.1)
где δ — меньшая из толщин склепываемых деталей, мм; d0 — диаметр отверстия под заклепку, мм; z —число заклепок; σ'см и [σ]'см — расчетное и допускаемое напряжения на смятие, Н/мм2, для менее прочного
|
материала, т. е. для деталей или для заклепок (см. ниже табл. 3.2). б) На срез заклепок
|
(3.2)
|
|гдс i — число плоскостей среза одной клепки (на рис. 3.6 i= 1); τср и τср расчетное и допускаемое напряжения на cрез, Н/мм2, для заклепок (табл. 3.2).
в) На растяжение деталей(см. сечение I — I на рис. 3.6)
|
| Рис. 3.6. К расчету однорядного односрезного клепаного шва |
(3.3)
где N— продольная сила, возникающая в том сечении, где определяется σр (на рис. 3.6 в сечении N= F); р — шаг шва, мм; n — число отверстий в сечении, в котором определяется σр (на рис. 3.6 п = 2); σр и [σ]р — расчетное и допускаемое напряжения на растяжение, Н/мм2, для соединяемых деталей (табл. 3.2).
г) На срез края деталиодновременно по двум сечениям II— II (см. рис. 3.6). Поскольку распределение напряжений среза в указанных сечениях весьма сложно, для надежности расчета принимают, что срез
|
может произойти по длине e-(d0/2)
(3.4)
где F0 = F/z — сила, приходящаяся на одну заклепку, τср и [τ]ср — расчетное и допускаемое напряжения на срез, Н/мм2, для соединяемых деталей (табл. 3.2).
На практике при расчете прочных клепаных швов пользуются следующими соотношениями, полученными совместным решением приведенных выше уравнений при условии равнопрочности всех элементов шва:
|
1. Диаметр отверстий под заклепки для швов внахлестку (см. рис. 3.6) или с одной накладкой (см. рис. 3.4)
(3.5)
2. Шаг заклепочного шва (см. рис. 3.6)
(3.6)
3. Расстояние от края детали до оси заклепки (см. рис. 3.6) при продавленных отверстиях
(3.7)
при сверленых отверстиях
(3.8)
4. Расстояние между рядами заклепок (см. рис. 3.4)
(3.9)
5. Толщина накладок (см. рис. 3.5)
(3.10)
Необходимое число заклепок z определяют расчетом из условий прочности на смятие и срез по формулам (3.1) и (3.2).