РАСЧЕТ ЗАКЛЕПОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ
Проверить прочность изображенного на рис. 2 заклепочного соединения, если F = 95 кН. Допускаемые напряжения на растяжение листов [σ]р =140 МПа, на смятие [σ]см = 280 МПа, на срез заклепок [τ]ср =100 МПа. Толщина листов, соединяемых встык деталей равна δп = 10 мм, толщина накладок каждой равна δн = 4 мм. Диаметр заклепок d = 12 мм, ширина листов b = 135 мм.
Требуется:
1. Вычертить в масштабе схему сварного соединения.
2. Проверить прочность листа на растяжение в сечениях, ослабленных отверстиями.
3. Проверить прочность заклепок на срез.
4. Проверить прочность листов на смятие.
Рисунок.2. Схема расположения заклепок.
Решение
Проверка прочности листа на растяжение в сечении, ослабленного отверстиями под заклепки, т.е. наиболее опасном сечении:
σррасч=FAр=Fb-2dδп=95∙103135-2∙12∙10=85,59 МПа< [σ]р =140 МПа, т.е. условие прочности - обеспечивается.
Проверка прочности заклепок на срез, учитывая, что в данном соединении количество плоскостей среза i = 2:
τср=Qi·z∙Acр=τср; где
z = 4 – число заклепок шва, на половине соединения;
Q = F = 95000– внешняя нагрузка, Н;
Aср = π·d2/4 - площадь сечения стержня заклепки, мм2;
τср=FAcр=F∙4z∙π∙d2∙i=95∙103∙44∙π∙122∙2=105,0 МПа > [τ]ср =100 МПа, т.е. условие прочности - не выполняется.
Как решение данной проблемы можно предложить или увеличение количества заклепок до z = 5 шт, тогда: τср= 95∙103∙45∙π∙122∙2=84,0 МПа < [τ]ср =100 МПа, т.е. условие прочности - выполняется, или увеличить диаметр заклепки, приняв согласно
ГОСТ 10299-80 «Заклепки с полукруглой головкой» d = 14 мм, тогда:
τср= 95∙103∙44∙π∙142∙2=77,14 МПа < [τ]ср =100 МПа, т.е
. условие прочности - выполняется также будет выполняться.
Промежуточный вывод:
1. Наиболее приемлемый вариант - это увеличение количества заклепок до 5-ти шт., которое приведет только к незначительному удлинению накладок, без изменения ширины деталей и накладок.
2. Согласно ГОСТ диаметр d=14 мм, применять не рекомендуется (без обоснования).
Проверка прочности листов на смятие.
σсм=Fn∙Acм=σсм,
где n = 2 число заклепок в ряду; Aсм = δmin∙d- площадь смятия, мм2;
δmin-минимальная суммарная толщина листов, мм.
Сравнивая δп = 10 мм и 2·δн = 2·4 = 8 мм, приходим к заключения, что:
𝛿min = 2·δн = 8 мм.
σсм=Fn∙δmin∙d=95∙1032∙8∙12=494,79 МПа> [σ]см = 280 МПа, т.е