8.2. Практические расчёты соединений, работающих на сдвиг.

Для многих соединений, таких как свар-ные, болтовые заклёпочные, работающих в сложных напряжённых состояниях оценка работоспособности может быть проведена простыми, но довольно надёжными расчё-тами на сдвиг.

Изучив начальную стадию разрушения заклёпочного соединения (рис 8.3) можно

Рис. 8.3 наблюдать, что происходит срез тела заклё-

пки по плоскостям соприкосновения листов. Количество площадок среза n на единицу меньше числа соединяемых листов и пропорционально суммарному числу заклёпок в соединении k.

А_ср= , где d –диаметр заклёпки.

Условия безопасности прочности

,

если расчёт ведём по допускаемым напряжениям. При расчёте по предельным состояниям действующие напряжения среза τ сравнивают с расчётным сопротивлением материала заклёпки на срез R_ср. Так выполняют поверочный расчёт. При проектировании заклёпочного соединения диаметр заклёпки назначают, ориентируясь на толщину соединяемых пластин и из условия прочности определяют минимально возможное число заклёпок

В заклёпочном соединении может происходить смятие отверстий листов по поверхности контакта. Это особенно важно при проектировании герметич-ных сосудов. В этом случае дополнительно выполняют проверку на смятие. До-полнительно следует проверить на растяжение и полосу, ослабленную отвер-стиями.

Расчёт болтовых соединений производят в том же порядке. Расчёт высо-копрочных болтов осуществляют из условия затяжки соединения необходимым моментом затяжки, обеспечивающим требуемое усилие на контактирующих поверхностях обжимаемых листов, на которых возникающие силы трения и во-спринимают срезающие усилия. Высокопрочный болт работает только на рас-тяжение. Площадь его поперечного сечения назначается из условия безо-пасной прочности на растяжение.

Сварные соединения менее трудоёмки в исполнении, не приводят к ос-лаблениям элементов, более экономичны. Сварные соединения, как и заклёпоч-ные, условно рассчитывают в предположении равномерного распределения напряжений по сечению шва.

Если сварное соединение довести до разрушения, то наплавленный мате-риал останется на обеих частях пластин (рис. 8.4 а).

Рис. 8.4

Срез происходит по площадке m-m, площадке наименьшего сечения, размер которого составляет h 0.7 h, где h – высота катета углового шва. Ус-ловие безопасной прочности запишем в виде

,

где: R_ср – расчётное сопротивление материала сварного шва на срез;

l_шва – расчётная длина шва ( в нашем случае l_шва=2l).

Для случая когда дополнительно осуществить и сварку по торцу (лобовой шов) длиной b, l_шва=2l+b.

П ри проектировании соединения (рис. 8.5), называемого врубкой, следу-ет подобрать размеры площади abcd из условия безопасной прочности матери-ала на скол (срез), а размеры площади cefb – из условия прочности на смятие (сжатие) от действия горизонтальной составляющей силы F.

Рис. 8.5