«Расчет резьбовых соединений, нагруженных отрывающими силами и моментами»
Соединения, нагруженные отрывающими силами и моментами, так же как и нагруженные сдвигающими силами, выполняют с начальной затяжкой. Для этих соединений начальная затяжка необходима во избежание сдвигов от случайных сил и ударов при переменных нагрузках и для обеспечения жесткости и плотности стыка. Исходным расчетным условием является сохранение на поверхности контакта после приложения внешних сил заданного давления.
Расчет соединений при действии центральной отрывающей силы
При действии на затянутое соединение центральной отрывающей внешней нагрузки F только часть ее χF дополнительно нагружает винты, а остальная часть (1-χ)F идет на нагрузку стыка.
χ [хи] – коэффициент основной нагрузки.
Задача о распределении нагрузки между винтом и стыком является статически неопределенной и решается с помощью условий совместимости перемещений. Очевидно, что под действием внешней нагрузки в пределах до раскрытия стыка винт удлиняется настолько, насколько уменьшается сжатие деталей. Это условие можно записать так: [δ – дельта]
λв [лямбда] – податливость винта, равная удлинению винта под действием силы в 1Н,
λд [лямбда] – податливость соединяемых деталей и стыка между ними.
Согласно условию сохранения плотности стыка потребная сила начальной затяжки одного винта в соединении с z винтами:
σmin [сигма] – минимальное необходимое давление в стыке,
Аст – площадь стыка.
Осевая сила, действующая на затянутый винт после приложения внешней нагрузки F:
Расчетная нагрузка с учетом крутящего момента затяжки:
При действии на соединение отрывающей силы и момента напряжения алгебраически складываются из напряжений начальной затяжки σ0, напряжений σF [сигма] от внешней отрывающей стык силы Fст и напряжений σм [сигма] от внешнего прокладывающего момента Мст:
Ан и Jн – площадь и момент инерции площади стыка с отверстиями,
ymax – расстояние от центральной оси до крайних точек стыка,
z – число винтов.
Если сила F сжимает стык, то знак «-» перед вторым членом меняется на «+».