Розрахунок заклепувальних з’єднань
Розрахунок заклепувальних сполук.
На практиці ціла низка деталей та елементів конструкцій працює в таких умовах, що зовнішні сили прагнуть їх зруйнувати саме шляхом зсуву. Відповідно до цього під час перевірки міцності таких елементів першому плані виступають дотичні напруги. Найпростішими прикладами подібних деталей є болтові та заклепувальні з'єднання. Заклепки в багатьох випадках вже витіснені зварюванням, проте вони мають ще дуже велике застосування для з'єднання частин різного роду металевих конструкцій: крокв, ферм мостів, кранів, для з'єднання листів у котлах, суднах, резервуарах тощо. Для вивчення роботи заклепок розглянемо приклад заклепувального з'єднання (рис.5.3). Вісім заклепок, розташованих у два ряди, з'єднують три аркуші. Під дією сил F ці листи прагнуть зрушити в протилежних напрямках, чому перешкоджають заклепки, на які і передаватиметься дія сил F. Заклепки розраховуються на зріз і на зминання. Умова міцності на зріз:
де Асріза – площа зрізу, м2; m - число зрізів одного заклепки, (рис. 5.3 m=2); n - число заклепок з одного боку стику. Поперечна сила, що діє в площині зрізу чисельно дорівнює зовнішній силі, а площа зрізу визначається як:
Величину допустимої дотичної напруги [τ], або, як кажуть, допустимої напруги на зріз, прийнято визначати у вигляді:
Необхідна кількість заклепок з одного боку стику визначається за умови міцності (5.7):
Так як передача сил на заклепувальний стрижень відбувається шляхом натискання стінок отвору на заклепку, то необхідно встановити, чи не відбудеться зовнішнє обминання цього стрижня або стінок отвору, - провести перевірку на зминання. На рис. 5.4 вказано зразковусхема передачі тисків на стрижень заклепки Прийнято вважати, що нерівномірний тиск, що передається на поверхню заклепки від листа, рівномірно розподіляється по діаметральній площині перерізу заклепки. При цьому напруга по цій діаметральній площині виявляється приблизно рівним найбільшому сминаючому напрузі в точці А поверхні заклепки. Щоб обчислити цю умовну напругу зминання, необхідно розділити силу, що припадає на заклепку, на площу діаметрального перерізу ВСС 'В'.
Ця площа є прямокутником, однією стороною якого служить діаметр заклепки, інша ж дорівнює товщині листа, що передає тиск на стрижень заклепки.
Тоді умова міцності при зминанні запишеться як:
Крім розрахунку заклепки необхідно перевірити міцність листа ослабленого заклепочним отвором:
де n1- число заклепок у ряду, перпендикулярному лінії дії сили; b-ширина листа.