2.4 Подбор диаметра заклепки сборки шпангоута

Используем двухсрезную заклепку, для которой величина срезающей силы равна

,

где мм – шаг заклёпок.

Подсчитаем нагрузку, приходящуюся на одну заклёпку

Определим площадь сечения заклёпки

,

где МПа – предел прочности материала на сдвиг.

Вычислим

Диаметр заклёпки вычислим по формуле:

Округлим полученное значение до стандартного

2.5 Подбор диаметра заклепки, крепящей шпангоут к обшивке

Нагрузка действующая на заклёпку, крепящую шпангоут к обшивке определяется по формуле

,

где мм – шаг заклёпок.

Подсчитаем нагрузку, приходящуюся на одну заклёпку

Определим площадь сечения заклёпки

,

где МПа – предел прочности материала на сдвиг.

Вычислим

Диаметр заклёпки вычислим по формуле

Округлим полученное значение до стандартного:

2.6 Поверочный расчет шпангоута

Рассмотрим поперечное сечение шпангоута, изображенное на рисунке 2.8 и имеющего следующие характеристики:

мм – длина равнополочного профиля уголкового сечения,

мм – высота стенки шпангоута,

мм – толщина стенки шпангоута,

мм² - площадь равнополочного профиля уголкового сечения,

мм – толщина равнополочного профиля уголкового сечения,

мм – диаметр заклепки для сборки шпангоута,

мм – диаметр заклепки, крепящей шпангоут к обшивке,

мм – толщина обшивки.

Рисунок 2.8 — Поперечное сечение шпангоута

Вычислим расстояние между заклёпками и

Определим ширину присоединенной обшивки:

Площадь поперечного сечения:

Статический момент сечения относительно оси :

Координата центра тяжести:

Момент инерции сечения шпангоута относительно оси :

Момент инерции сечения относительно центральной оси х:

Площадь поперечного сечения с учетом ослабления отверстиями под заклепки:

Момент инерции сечения шпангоута относительно оси с учётом ослабления из-за заклепок:

Рассмотрим сечение, в котором действует максимальный изгибающий момент. Имеем:

,

,

,

.

Расстояние от полок профилей до оси x:

Напряжения в точках А и В:

Рассмотрим сечение, в котором действует минимальный изгибающий момент. Имеем:

,

,

,

.

Напряжения в точках А и В:

Из полученных значений выбираем наибольшее растягивающее и наибольшее сжимающее напряжения:

Запас прочности по растяжению:

где – коэффициент заклепочного шва,

предел прочности на растяжение и сжатие.

Запас по устойчивости:

Статический момент части поперечного сечения, расположенной выше центра тяжести:

где – координата центра тяжести профиля.

Максимальное напряжение в стенке:

Критическое касательное напряжение:

Предел пропорциональности при сдвиге:

где – предел пропорциональности.

Критическое касательное напряжение ниже предела пропорциональности при сдвиге. Принимаем:

Запас устойчивости стенки от сдвига:

Статический момент части сечения шпангоута, крепящейся к стенке:

Сила, приходящаяся на заклепку:

где – шаг заклепок.

Сила среза заклепки:

где –напряжение на срез.

Запас прочности по срезу заклепки :

Сила среза в соединении обшивки с поясом:

где – шаг заклепок.

Сила среза заклепки:

где –напряжение на срез.

Запас прочности по срезу заклепки :

Напряжение смятия стенки:

Допускаемое напряжение смятия:

Запас прочности по смятию стенки:

Напряжение смятия обшивки:

Запас прочности по смятию обшивки:

*** Р А С Ч Е Т Ш П А Н Г О У Т А *** Shevchenko 1406

РАДИУС ШПАНГОУТА,М 1.600 ДЛИНА ОТСЕКА,М 1.200 УСЛ.ПРЕДЕЛ ТЕКУЧЕСТИ,МПА 270. E/E0= 1.000

МОМЕНТ ИНЕРЦИИ СЕЧ.,М**4 .7285E-05 ТОЛЩИНА ОБШИВКИ,ММ 2.00 МОДУЛЬ УПРУГОСТИ,МПА .720E+05 E/(2.*G)=1.300

ЧИСЛО СИЛ: РАДИАЛЬНЫХ 3 КАСАТЕЛЬНЫХ 2 МОМЕНТОВ 2

РАДИАЛЬНЫЕ СИЛЫ,КН

УГОЛ,ГРАД. 35.0 110.0 340.0

РАСЧ.ЗНАЧ. 32.50 -36.40 23.00

КАСАТЕЛЬНЫЕ СИЛЫ,КН

УГОЛ,ГРАД. 85.0 220.0

РАСЧ.ЗНАЧ. 28.60 -36.40

СОСРЕДОТОЧЕННЫЕ МОМЕНТЫ,КН*М

УГОЛ,ГРАД. 35.0 340.0

РАСЧ.ЗНАЧ. -13.00 11.05

******************************************************** ********************************************************

* УГОЛ * М,КН*М * N,КН * Q,КН * QT,КН/М * * УГОЛ * M,КН*М * N,КН * Q,КН * QT,КН/М *

******************************************************** ********************************************************

* 0. *-4.469E+00 * 1.549E+01 *-2.043E+00 *-2.640E+00 * * 180. * 4.844E-01 * 5.787E+00 *-9.255E-01 * 1.258E+00 *

* 5. *-4.658E+00 * 1.635E+01 *-6.581E-01 *-7.937E+00 * * 185. * 3.898E-01 * 5.193E+00 *-4.392E-01 * 8.021E+00 *

* 10. *-4.648E+00 * 1.781E+01 * 8.281E-01 *-1.304E+01 * * 190. * 3.574E-01 * 3.652E+00 *-4.671E-02 * 1.425E+01 *

* 15. *-4.420E+00 * 1.980E+01 * 2.466E+00 *-1.720E+01 * * 195. * 3.687E-01 * 1.261E+00 * 1.734E-01 * 1.976E+01 *

* 20. *-3.950E+00 * 2.210E+01 * 4.292E+00 *-1.969E+01 * * 200. * 3.946E-01 *-1.848E+00 * 1.525E-01 * 2.439E+01 *

* 25. *-3.212E+00 * 2.443E+01 * 6.324E+00 *-1.994E+01 * * 205. * 3.974E-01 *-5.521E+00 *-1.656E-01 * 2.801E+01 *

* 30. *-2.175E+00 * 2.644E+01 * 8.547E+00 *-1.762E+01 * * 210. * 3.326E-01 *-9.579E+00 *-8.223E-01 * 3.050E+01 *

* 35. * 1.218E+01 * 2.774E+01 *-2.158E+01 *-1.270E+01 * * 215. * 1.508E-01 *-1.383E+01 *-1.843E+00 * 3.179E+01 *

* 40. * 9.345E+00 * 3.080E+01 *-1.902E+01 *-5.519E+00 * * 220. *-1.994E-01 * 1.833E+01 *-3.236E+00 * 3.187E+01 *

* 45. * 6.881E+00 * 3.252E+01 *-1.625E+01 * 3.270E+00 * * 225. *-5.480E-01 * 1.416E+01 *-1.818E+00 * 3.076E+01 *

* 50. * 4.812E+00 * 3.269E+01 *-1.339E+01 * 1.281E+01 * * 230. *-7.239E-01 * 1.012E+01 *-7.599E-01 * 2.855E+01 *

* 55. * 3.140E+00 * 3.129E+01 *-1.059E+01 * 2.218E+01 * * 235. *-7.761E-01 * 6.381E+00 *-4.266E-02 * 2.535E+01 *

* 60. * 1.847E+00 * 2.840E+01 *-7.972E+00 * 3.055E+01 * * 240. *-7.501E-01 * 3.099E+00 * 3.671E-01 * 2.131E+01 *

* 65. * 8.990E-01 * 2.423E+01 *-5.667E+00 * 3.727E+01 * * 245. *-6.858E-01 * 4.057E-01 * 5.153E-01 * 1.660E+01 *

* 70. * 2.452E-01 * 1.909E+01 *-3.771E+00 * 4.186E+01 * * 250. *-6.158E-01 *-1.598E+00 * 4.580E-01 * 1.142E+01 *

* 75. *-1.765E-01 * 1.333E+01 *-2.354E+00 * 4.404E+01 * * 255. *-5.645E-01 *-2.847E+00 * 2.584E-01 * 5.988E+00 *

* 80. *-4.361E-01 * 7.335E+00 *-1.452E+00 * 4.366E+01 * * 260. *-5.471E-01 *-3.311E+00 *-1.609E-02 * 5.126E-01 *

* 85. *-6.062E-01 *-2.708E+01 *-1.068E+00 * 4.073E+01 * * 265. *-5.693E-01 *-2.995E+00 *-2.968E-01 *-4.804E+00 *

* 90. *-9.313E-01 *-3.222E+01 *-3.663E+00 * 3.537E+01 * * 270. *-6.272E-01 *-1.936E+00 *-5.172E-01 *-9.768E+00 *

* 95. *-1.648E+00 *-3.621E+01 *-6.658E+00 * 2.789E+01 * * 275. *-7.080E-01 *-2.055E-01 *-6.152E-01 *-1.419E+01 *

* 100. *-2.804E+00 *-3.875E+01 *-9.940E+00 * 1.872E+01 * * 280. *-7.907E-01 * 2.094E+00 *-5.364E-01 *-1.788E+01 *

* 105. *-4.431E+00 *-3.965E+01 *-1.337E+01 * 8.476E+00 * * 285. *-8.475E-01 * 4.830E+00 *-2.369E-01 *-2.064E+01 *

* 110. *-6.538E+00 *-3.877E+01 * 1.959E+01 *-2.160E+00 * * 290. *-8.452E-01 * 7.841E+00 * 3.146E-01 *-2.231E+01 *

* 115. *-4.041E+00 *-3.930E+01 * 1.617E+01 *-1.246E+01 * * 295. *-7.472E-01 * 1.094E+01 * 1.134E+00 *-2.278E+01 *

* 120. *-2.021E+00 *-3.816E+01 * 1.278E+01 *-2.173E+01 * * 300. *-5.159E-01 * 1.394E+01 * 2.221E+00 *-2.199E+01 *

* 125. *-4.641E-01 *-3.555E+01 * 9.555E+00 *-2.939E+01 * * 305. *-1.152E-01 * 1.663E+01 * 3.558E+00 *-1.996E+01 *

* 130. * 6.608E-01 *-3.172E+01 * 6.613E+00 *-3.505E+01 * * 310. * 4.876E-01 * 1.883E+01 * 5.109E+00 *-1.679E+01 *

* 135. * 1.400E+00 *-2.703E+01 * 4.044E+00 *-3.850E+01 * * 315. * 1.319E+00 * 2.038E+01 * 6.826E+00 *-1.267E+01 *

* 140. * 1.810E+00 *-2.180E+01 * 1.911E+00 *-3.971E+01 * * 320. * 2.398E+00 * 2.115E+01 * 8.643E+00 *-7.909E+00 *

* 145. * 1.955E+00 *-1.638E+01 * 2.454E-01 *-3.883E+01 * * 325. * 3.734E+00 * 2.107E+01 * 1.049E+01 *-2.956E+00 *

* 150. * 1.901E+00 *-1.109E+01 *-9.514E-01 *-3.610E+01 * * 330. * 5.326E+00 * 2.016E+01 * 1.230E+01 * 1.619E+00 *

* 155. * 1.711E+00 *-6.218E+00 *-1.703E+00 *-3.182E+01 * * 335. * 7.163E+00 * 1.852E+01 * 1.399E+01 * 5.199E+00 *

* 160. * 1.444E+00 *-1.981E+00 *-2.055E+00 *-2.631E+01 * * 340. *-1.825E+00 * 1.634E+01 *-7.487E+00 * 7.242E+00 *

* 165. * 1.152E+00 * 1.437E+00 *-2.073E+00 *-1.992E+01 * * 345. *-2.772E+00 * 1.589E+01 *-6.080E+00 * 7.400E+00 *

* 170. * 8.771E-01 * 3.911E+00 *-1.832E+00 *-1.299E+01 * * 350. *-3.525E+00 * 1.543E+01 *-4.714E+00 * 5.605E+00 *

* 175. * 6.486E-01 * 5.368E+00 *-1.420E+00 *-5.829E+00 * * 355. *-4.090E+00 * 1.523E+01 *-3.379E+00 * 2.095E+00 *

******************************************************** ********************************************************