Заклепочные и болтовые соединения

Расчет заклепкових и болтовых соединений

Расчеты заклепкових и болтовых’соединений принципиально не отличаются между собой. Поэтому их будем рассматривать на примере заклепкових с’соединений. Один из вариантов такого’единение показан на рис.

При расчете заклепкових (болтовых)’соединений принимают следующие упрощения:

• усилия среза распределяется равномерно между всеми заклепками;
• касательные напряжения распределяются равномерно по сечению заклепки;
• расчетный диаметр заклепки равен диаметру отверстия под заклепку (а не диаметра заклепки до создания’соединение);
• между’єднуваними элементами отсутствует трение (это упрощение идет в запас прочности).

Конструирование заклепкового с’единение

Исходя из принятых упрощений, касательные напряжения в сечении заклепки будут определяться так

$$\tau  = \frac{F}{A} = \frac{F}{{n\frac{{\pi {d^2}}}{4}}} = \frac{{4F}}{{n \cdot \pi {d^2}}}$$,

где $n$ – количество заклепок, $\frac{{\pi {d^2}}}{4}$ – площадь сечения одной заклепки.

Во многих случаях (при с’единении между собой более чем двух листов) заклепкове с’единение есть багатозрізним, количество срезов зависит от количества с’єднуваних элементов (рис.). При этом расчетная площадь увеличивается в соответствующее количество раз.

Багатозрізні с’единение

Условие прочности многосрезного заклепкового с’единение на срез

.

Кроме разрушения от среза заклепки, с’единение может зруйнуватись от смятия металла заклепки или основного металла на цилиндрической поверхности, через которую передается нагрузка от между ними (рис.9.4).

Сопротивление заклепки при сминании

В действительности на цилиндрической поверхности соприкосновения основного металла с заклепкой возникают напряжения, которые сложно исследовать, поэтому условно усилия смятия относят к условной площади смятия .

Тогда напряжение смятия одной заклепки

,

где ${\delta _{\min }}$ – минимальная суммарная толщина’єднуваних элементов, усилия от которых направлены в одну сторону.

Допустимые напряжения на смятие определяют путем испытания эталонного с’единения. Эти напряжения в 2–2,5 раза превышают допустимые напряжения на растяжение $[\sigma ]$ для того же материала.

Учитывая количество заклепок $n$, напряжение смятия

.

При проектировании с’единение определяют, как правило, необходимое количество заклепок, при этом надо учитывать возможные виды разрушения – от среза и смятия.

Количество заклепок:

– из условия прочности на срез ;

– из условия прочности на смятие  .

Из двух зол выбирают большее значение.

В любом случае отверстия, образованные для с’единение, ослабляющие основной металл (рис.). Поэтому после размещения заклепок следует проверить прочность основного металла по ослабленному сечению по формуле

,

где – площадь ослабленного сечения.

Определение площади ослабленного сечения

Конструирование заклепкового с’единение для уголка показано в таблице. Расстояние $e$ называется тире и определяется в зависимости от размера полочки $b$.