13. Жесткость. Уточненные модели и расчеты деталей машин.

Жесткость  это свойство детали сопротивляться изменению формы под действием сил. Основным показателем жесткости является коэффициент жесткости, равный силе, вызывающей единичное перемещение некоторой характерной точки (обычно точки приложения силы). В расчетах часто используют вместо показателя жесткости противоположное свойство  податливость свойство детали изменять форму под действием влияния сил. Коэффициент податливости  перемещение характерной точки детали под действием единичной силы.

Уточненные модели и расчеты деталей машин.

В уточненных расчетах прочности и жесткости деталей используют плоские, осесимметричные и пространственные модели теории упругости.

Существует ряд методов решения задач теории упругости. В последние годы получил распространение метод конечных элементов (МКЭ)  численный метод решения теории упругости.

Для расчета область, занимаемую деталью, расчленяют на конечное число простых элементов.

Расчет напряженного и деформированного состояния сводится к определению перемещений ее узлов от действия заданной нагрузки (сил в узлах).

14. Заклепочные соединения. Типы. Расчет на прочность. Конструкция, технология, классификация, технология, классификация, области применения.

З аклепочное соединение неразъемное. В большинстве случаев его применяют для соединения листов и фасонных прокатных профилей. Соединения образуют расклепыванием стержня заклепки, вставленой в отверстие деталей.

Клепку (осаждение стержня) можно производить вручную машинным (пневматическими прессами и т. п.) способами. Машинная клепка дает соединение повышенного качества, так как обеспечивает однородность посадок заклепок и увеличивает силы сжатия деталей. Стальные заклепки малого диаметра (до 10 мм.) и заклепки из цветных металлов ставят без нагрева — холодная клепка. Нагрев заклепок перед постановкой облегчает процесс клепки и повышает качество соединения. Типы заклепочных соединений. В зависимости от конструкции применяют различные типы заклепок, геометрические размеры которых стандартизированы:

ГОСТ 10304 — 70 — Заклепки нормальной точности. Общие технические требования.

ГОСТ 10299 — 68 — Заклепки с полукруглой головкой, нормальной точности.

ГОСТ 10300 — 68 — Заклепки с потайной головкой, нормальной точности.

ГОСТ 10302 — 68 — Заклепки с полукруглой низкой головкой, нормальной точности.

ГОСТ 10301 — 68 — Заклепки с полупотайной головкой, нормальной точности.

ГОСТ 10303 — 68 — Заклепки с плоской головкой, нормальной точности.

По назначению заклепочные соединения разделяют на прочные (в металлоконструкциях), прочно-плотные (в котлах и резервуарах с высоким давлением), плотные (в резервуарах с небольшим внутренним давлением).

Каждая заклепка имеет свою зону действия D, на которую распрстроняется деформация сжатия в стыке деталей.

Если зоны действия соседних заклепок пересекаются, то соединение будет плотным. Для обеспечения плотности шва иногда выполняют чеканку (пластическое деформирование листов, например пневмомолотками) вокруг заклепок и по кромкам листов.

По конструктивному признаку различают заклепочные соединения внахлестку и встык, однорядные и многорядные, односрезные и многосрезные.

Заклепочные соединения применяют для тех деталей, материал которых плохо сваривается и в тех конструкциях, где можно растянуть во времени развитие процесса разрушения.

Расчет на прочность.

Условия нагруженности заклепок подобны условиям нагруженности болтов, поставленных без зазора. Поэтому для заклепок справедливы расчетные формулы:

— условие прочности

по напряжениям среза и — для средней детали и — для крайних деталей.

При расчетах заклепочных соединений допускают, что нагрузка распределяется равномерно между всеми заклепками шва, силы трения в стыке не учитывают.

На основные размеры заклепочных соединений выработаны нормы, которые рекомендуется выбирать такие параметры как d, t, e, ₁, в зависимости от толщины листов или размеров прокатного профиля.

К онструкции, технология, классификация, области применения. При разработке конструкции соединения учитывают условия:

1. Стержни (уголки или другие профили) следует располагать так, чтобы расчетные линии действия сил, прохо­дящие через центры тяжести сечений стержней, пересекались в одной точке. В противном случае в соединении кроме сил появляются моменты.

2. Число заклепок для каждого уголка должно быть не менее двух (иначе будет шарнир).

3. Заклепки следует размещать возможно ближе к оси, проходящей через центр тяжести сечения стержня.

В соединениях широких листов за расчетную нагрузку принимают силу F_t , действующую на фронте одного шага. При этом значение F_t обычно определяют по напряжениям  в сечении листа а — а не ослабленном отверстиями под заклепки. Напряжение  полагают известным из основных расчетов конструкции (расчет прочности стенок резервуара и т. п.) то есть :

Прочность листа в сечении b — b:

Отношение: — называют коэффициентом прочности заклепочного шва.