Пример

Проверить прочность заклепочного соединения (рис. 3.11) если  кН;  = 100 Н/мм²;  = 240 Н/мм²;  = 140 Н/мм².

Решение: Расчет включает проверку прочности: заклепок на срез, стенок отверстий в листах и накладках на смятие, листов и накладок на растяжение.

Проверку прочности заклепок на срез выполняем по формуле (3.1):

.

По условию задачи (см.рис.3.11)  – число заклепок по одну сторону от стыка;  – число плоскостей среза (двухсрезные заклепки).

Подставив числовые значения в формулу (3.1), получим:

.

Проверку на смятие выполняем по формуле:

,

где  – расчетная площадь смятия, мм².

Рис. 3.11. Данные для расчёта заклепочного соединения

В заданном соединении δ <2 δ_н  (δ – толщина соединяемых листов; δ_н – толщина накладок),  т. е. расчетная площадь смятия стенок отверстий в соединяемых листах меньше, чем стенок отверстий в накладках. Следовательно, напряжения смятия для листов больше, чем для накладок, следовательно, расчетная толщина:

δ_н = δ_расч = 16 мм.

Подставляя числовые данные в исходную формулу, получаем:

 Мпа.

Проверку прочности соединяемых листов на растяжение выполняем по формуле

,

где σ_р – расчетное напряжение, Н/мм²; N – продольная сила в опасном сечении, Н;  – площадь нетто (площадь опасного сечения), т.е. площадь поперечного сечения листа за вычетом площади  отверстий для установки заклепок, мм².

Для определения опасного сечения строим эпюру продольных сил для листов (рис. 3.12, в). При построении эпюры воспользуемся допущением о равномерном распределении силы между заклепками (в данном случае каждая из заклепок передает силу, равную 1/9F). Площади ослабленных сечений (I – I, II – II, III – III) различны, поэтому не ясно, какое из них опасное. Производим проверку прочности каждого из указанных сечений (на рис. 3.12, б показаны ослабленные сечения листа).

Определяем напряжения в сечениях:

· сечение I – I

;            Мпа;

· сечение II – II

;           Мпа;

· сечение III – III

;        Мпа.

Опасным оказалось сечение I – I; напряжение в этом сечении выше допускаемого примерно на 2 %, т. е. можно считать, что прочность соединяемых листов достаточна.

Рис. 3.12. К расчёту заклепочного соединения

Проверка накладок осуществляется аналогично проверке листов. По эпюре продольных сил для двух накладок (рис. 3.12, в) видно, что для накладки опасным

является сечение III – III, так как это сечение имеет наименьшую площадь (см. рис. 3.12, г) и в нем возникает наибольшая продольная сила .

Напряжения в опасном сечении накладки равны:

;      МПа.

Расчетное напряжение выше допускаемого примерно на 3,5 %, т.е. прочность накладок достаточна.