3.5. Пример расчета на прочность заклепочного соединения

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 δн  (δ – толщина соединяемых листов; δн – 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:

δн = δрасч = 16 мм.

Подставляя числовые данные в исходную формулу, получаем:

 Мпа.

Проверку прочности соединяемых листов на растяжение выполняем по формуле

,

где σр – 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.