Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы

Причинами разрушения заклёпочного соединения могут быть: срез заклёпок, смятие листов и заклёпок, разрыв листа в сечении, разрушение кромки листа.

При расчёте принимаются допущения о равномерности распределения нагрузки между заклёпками, об отсутствии концентрации напряжений у отверстий и о равномерности распределения давлений по боковой поверхности заклёпки.

Заклёпочное соединение, нагруженное силой P, рассчитывают:

а) на срез заклёпок:

где τ – число срезов одной заклёпки,

 d – диаметр отверстия под заклёпку, несколько больший диаметра не поставленной заклёпки; m – число заклёпок по одну сторону стыка;

б) на смятие между заклёпками и соединяемыми элементами:

в) на растяжение соединяемых элементов и накладок

где F – продольная сила, возникающая в проверяемом сечении;

F_нетто – площадь этого сечения с учётов ослабления его отверстия под заклёпки;

г) на срез заклёпкой край листа

Пример по выполнению практической работы

Определить потребное количество заклепок для передачи внешней нагрузки 120 кН, Заклепки расположить в один ряд. Проверить прочность соединяемых листов. Известно: [σ] = 160 МПа: [σст]= 300 МПа; [τс] = 100 МПа; диаметр заклепок 16 мм,

1.Определить количество заклепок из расчета на сдвиг.

Условие прочности на сдвиг:

где Ac=π*r²;

z- количество заклепок.

Откуда

Таким образом, необходимо 6 заклепок.

2. Определить количество заклепок из расчета на смятие. Условие прочности на смятие:

Таким образом, необходимо 4 заклепки.

Для обеспечения прочности на сдвиг (срез) и смятие необходимо 6 заклепок.

Для удобства установки заклепок расстояние между ними и от края листа регламентируется. Шаг в ряду (расстояние между центрами) заклепок 3d; расстояние до края 1,5d. Следовательно, для расположения шести заклепок диаметром 16 мм необходима ширина листа 288 мм. Округляем величину до 300 мм (Ъ = 300 мм).

3. Проверим прочность листов на растяжение. Проверяем тонкий лист. Отверстия под заклепки ослабляют сечение, рассчитываем площадь листа в месте, ослабленном отверстиями.

Условие прочности на растяжение:

73,53МП<160МПа. Следовательно, прочность листа обеспечена.

Задания для практического занятия:

Проверить заклёпочное соединение встык с двумя накладками толщиной δ_н = 7 мм, толщина двух полос δ = 12 мм.

1. По условию задачи тип заклёпочного шва и диаметр заданы, поэтому можно перейти к определению числа заклёпок.

2. Выбираем допускаемые напряжения.

3. Определяем число заклёпок из условия прочности на срез. Число плоскостей среза K = 2.

t

I

e1

P

P

b

I

e

Полученное число округляем до ближайшего целого числа и определяем количество заклёпок по одну сторону соединения.

 

4. Проверяем прочность заклёпочного шва на смятие. Сравниваем расчётное напряжение с допускаемым.

5. Выбираем конструкцию шва и его размеры. Примем двухрядное шахматное расположение заклёпок: две заклёпки в первом ряду, три заклёпки во втором ряду; тогда шаг заклёпок:

t = 3d

Расстояние центров первого ряда заклёпок от края листа:

l = 1,5d

Расстояние между рядами:

l₁ = 2d

6. Проверяем прочность полосы на растяжение по сечению I-I

 

Следовательно, принятое расположение заклёпок рациональное.

7. Вывод.

Элемент шва	Род напряжения	Допускаемые напряжения, Н/мм^2
		Ст2	Ст3
Заклепка Основной материал (соединяемые листы, уголки и т. п.) Заклёпка и соединяемые листы	Срез[τ]ср Растяжение [σ]р Срез[τ]ср Смятие[σ]см	100 140 90 280	140 160 100 320

 

№ п/п	Р	Материал	Диаметр отв. под заклёпки	Ширина полос
Един. изм.	кН	Ст	мм	Мм
1	280	Ст2	17	200
2	300	Ст3	18	220
3	260	Ст2	15	210
4	320	Ст3	12	190
5	270	Ст2	10	205

Контрольные вопросы

1. Какие бывают заклёпки по форме головок, и какие материалы применяют для их изготовления?

2. Как классифицируются заклёпочные соединения по назначению и конструкции?

3. Как выполняется процесс клёпки?

4. Каков недостаток заклёпочных швов внахлёстку?

5. Что называется коэффициентом прочности заклёпочного шва?