3.4. Примеры решения задач расчета заклепочных соединений

Добавил:

Mehanik Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ"

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

1282 / 1 / Soedinenia__BGTU_s_47-70-разблокирован.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

17.02.2023

Размер:

3.72 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 1410 11 12 13 14 > Следующая >>>

	Допускаемое условное напряжение на срез					Таблица 3.9
	Допускаемое условное напряжение на срез
		[τусл], МПа
Швы		[τусл], МПа
Швы		односрезные		двухсрезные
		односрезные		двухсрезные
Однорядные		70			120
Двухрядные		65			115	У
Двухрядные		65			115
Трехрядные		60			100
					Т
3.4. Примеры решения задач расчета заклепочных соединений
Задача 3.4.1.				Н
Определить			Б
Определить	максимальную знакопеременную			нагрузку на заклепочное

соединение внахлестку (рис. 3.5). Материал заклепок – сталь Ст 3, диаметр заклепок – d = 20 мм, отверстия просверлены. Проверить прочность полосы.

		и
	з		Рис. 3.5. Соединение внахлестку
			Рис. 3.5. Соединение внахлестку
Решение.
По табл. 3.3 принимаем допускаемые напряжения при знакопеременной
нагрузке	] = 70 МПа; [σ				] = 160МПа.
[τ	] = 70 МПа; [σ			см	] = 160МПа.
оср				см
Максимальная нагрузка:
Р
из условияпсреза заклепки при d0 = 21 мм (см. табл. 3.2) по формуле (3.2)
		2	z i [τ] = 3,14				2	6 1 70 =145,4 103
	[F ]= πd0		z i [τ] = 3,14				21	6 1 70 =145,4 103	Н;
	ср	4			ср	4
		4				4

из условия смятия заклепки (см. формулу (3.3))

[Fср ]= d0 Smin [σ]см = 21 10 6 160 = 201,6 103 Н.

Следовательно, Fmax= 145,4 103 Н.

Нормальные напряжения растяжения в сечениях полосы:

сечение А-А по формуле (3.4)

σ p

145,4 103

= 77,75МПа

max

(b −3d0 )Smin

(250 −3 21) 10

σp

< [σp ],

σ p = 80МПа

(см. табл. 3.3),

сечение В-В

−

1 145,5 10

max

σ p

= 32,3МПа,

AB−B

3 (192 −2 21) 10

σp

<[σp ]

сечение С-С

5 F

й3

−

max

σ p =

max

1 145,5 10

= 41МПа,

6 (80 − 21) 10

−C

σp

< [σp ]

Прочность полосы обеспечена.

Проверяем на

(скалывание) края полосы по формуле (3.5):

срез

1 145,5 10

τ =

max

= 41МПа

z 2(l −

1 2(40 −

)10

τср

< [τср ];

[τср ]=70 МПа .

пКосынку на растяжение не проверяем, так как она заведомо прочнее

полосы (размеры сечений больше).

Задача 3.4.2.

Определить количество заклепок и их диаметр, при помощи которых крепится днище резервуара (рис. 3.6). Материал заклепок – сталь Ст 2, резервуара – сталь Ст 3.

Решение.

При склепывании деталей разной толщины диаметр заклепки определяется по формуле (3.1):

d ≈ 3 S Σ	= 3 6 + 8 = 11 ,2 мм	.	У
		.

Принимаем диаметр заклепки d = 12 мм, а диаметр просверленного
отверстия под заклепку d0 = 12,5 мм (см. табл. 3.2).		Т
отверстия под заклепку d0 = 12,5 мм (см. табл. 3.2).
		Н

F =

СоединениеP =

0,8 =157 10 Н.

Рис. 3.6.

крепления днища резервуара

Сила, действующая на заклепку от внутреннего давления:

из

πD2

3,14 5002

157 103

заклепок

условия среза (см. формулу (3.2)):

Число

Zср =

= 9,14 ,

i [τср ]

3,14 12,5

πd0

1 140

Zср= 10.

Число заклепок из условия смятия (см. формулу (З.3)):

Zсм

157 103

= 6,54

smin

[σсм ]

12,5 6

320

Zсм= 7.

Принимаем большее из двух значений Z=10.

Задача 3.4.3.

Элемент фермы, состоящий из двух прокатных равнобоких уголков, растянут с усилием F = 800 кН. Подобрать уголки и рассчитать заклепочное соединение уголков с листом узла фермы (рис. 3.7). Материал листа – сталь Ст 3, заклепок – сталь Ст 2. Отверстия под заклепки просверлены.

Рис. 3.7. Ферма

Решение.

Требуемая площадь ослабленного поперечного сечения двух уголков

800 103

табл

≥

= 5 10

мм

ТР

[σ p ]

160

где [σр] = 160МПа (см.

.3.3).

Принимая ориентировочно полную площадь сечения одного уголка на

20%

больше

ослабленной, найдем

= 3000мм2

=1,15

ТР

=1,2

По ГОСТ 8509 - 72 выбираем уголок № 16: А = 314 мм2, 160x160x12.

Определяем по формуле (3.1) диаметр заклепки:

d ≈ 3

SΣ

= 3

10 +10 +15 =17,7 мм

Принимаем d = 20 мм, d0 = 21 мм (см. табл. 3.2).

Число заклепок из условия среза определяем по формуле (3.2):

Zср =

800 103

=8,25,

πd02

i[τ

ср ]

3,14 212

2 140

где [τср] = 140 МПа (см. табл. 3.3).

Число заклепок из условия смятия определяем по формуле (3.3):

Zсм

800 103

= 7,93

d0 smin

[σ

см ]

21 15

320

где [σсм] = 320 МПа (см. табл. 3.3).

Окончательно устанавливаем 10 заклепок в два ряда.

Проверяем на срез (скалывание) края уголка по формуле (3.5) (табл. 3.3)

τср

=123МПа

Z 2(l−

2(43й− ) 10 2

Условие прочности

выполняется

τср < [τср].

Уголок проверяем на растяжение

и=

800 10 3

σ =

= 147

нетто

МПа,

2( A1

− 2 d 0 S )

2 (3140

− 2 21 10 )

[σр] = 160МПа (табл.3.3),

σ < [σр].

еУсловие прочности соблюдается.

Задача 3.4.4.

Рассчитать заклепочное соединение по рис. 3.8.

Определить число и диаметр заклепок, соединяющих косынку 1 со швеллерной балкой 2, и высоту косынки h, если сила F = 40 кН.

Материал косынки, швеллера и заклепок – сталь Ст 3.

Рис. 3.8. Заклепочное соединение косынки со швеллером

Решение.

Считаем, что

под

заклепку

просверлены. На заклепочное

отверстия

соединение действуют изгибающий момент М и сила сдвига F.

прочности

3 НМ.

Μ = F l = 40 10

0,8

= 32 10

пластин на изгиб определяем величину

Из условия

ослабленного сечения косынки 1.

пи р

32 10

где

W1 ≥ [σи ]=

160

= 2 10

мм

[σ ] ≈ [σ ] = 160МПа (см.табл.3.3).

Момент сопротивления сечения косынки

W =

h 2 S

тогда

h =

6 2 10

= 316 мм .

Учитывая, что сечение ослаблено отверстиями под заклепки, ориентировочно полученное значение высоты косынки h увеличиваем на 10%.

hбрутто =1,1 h =1,1 316 = 347,6мм.

Принимаем hбрутто = 345 мм.					У
Диаметр заклепки, учитывая толщины сечения косынки и швеллера, по
формуле (3.1)			Т
d = (3K3,5) SΣ = (3K3,5)	6,5 +		Т
d = (3K3,5) SΣ = (3K3,5)	6,5 +	12 =15мм		.
				.
Принимаем d = 16 мм, d0 = 16,5 мм (см. табл.3.2).
	Б
Заклепки установлены по контуру соединения внахлестку, шаг соединения
3d ≤ t ≤ 6d .		Н
Принимаем шаг t = 4,5 d = 4,5·16 = 72 мм.		Н

Число заклепок Z = 10 (рис. 3.9).

				т
			и
		з
	о
п
е
Р	Рис.3.9. Элемент чертежа заклепочного соединения косынки со швеллером

Усилие, приходящееся на одну заклепку от сдвигающей силы при условии равномерного распределения ее действия между всеми заклепками (см.

формулу (3.10)):

FF = FZ = 4 10103 = 4000Н.

Наибольшее усилие, приходящееся на заклепку от момента М (см.

формулу (3.11)):

FΜmax

Μ r

32 103 103 175

= 27584Н.

max

4 175

123

+ 2 100

∑ri

i=1

Суммарное усилие, действующее на наиболее нагруженные заклепки 6 и

10, равно геометрической сумме сил FА

и FM max

+ F

+ 2F F

cosα =

M max

= r

1002

+1442

=175мм;

max

= 100

=123мм;

Из треугольника АОВ

r3 =100мм.

100 = 0,5714 .

cos α =

175

F =

+2 F

cosα

M max6иF6

M max6

F =

40002 +275842 +2 4000 0,5714 = 28977Н.

проверяемтзаклепку на срез (см. формулу (3.2)):

По усилию FΣ

иFΣ

28977 4

=135МПа.

τср =

πd0

3,14 16,52 1

где

τср < [τср ]

[τср] = 140МПа (см. табл.3.3)).

Проверяем заклепку на смятие (см. формулу (3.3)):

σсм

FΣ

28977

= 270МПа.

d0 S2

16,5 6,5

σсм < [σсм], где [σсм] = 320МПа (см. табл.3.3).

Напряжение изгиба косынки по сечению А-А:

момент инерции сечения

12 354

16,5

(12 16,5

I =

−2 (12

+722 12 16,5) +

+1443

12 16,5)

−

12 16,53

= 3921,6 104 мм4 ;

момент сопротивления сечения

3921,6 104

= 221559мм3 ;

Υmax

нетто

177

=129МПаН.

σu =

ΜA−A

40 103 700

221559

Wнетто

σи < [σи] – условие прочности соблюдается.

Задача 3.4.5.

толщину

листов,

Определить

накладок и размеры продольного и

заклепочных

швов

поперечного

цилиндрического автоклава (рис. 3.10),

для

испытания

предназначенного

деталей под давлением. Диаметр

автоклава D = 50 мм, давление жидкости

в автоклаве P = 1,5 МПа.

Рис.3.10. Заклепочное соединение

накладок с цилиндрическим автоклавом

Материал автоклава, накладок и заклепок – сталь Ст 4, σв=480 МПа.

Решение

По табл. 3.8 при

p D

1,5 500

2 = 375 мм2

принимаем двухрядный шов внахлестку.

Тогда:

nB = 4,75 (см. табл. 3.7);

ϕ = 0,7 – коэффициент прочности шва. Допускаемое напряжение при растяжении

[σр

]= σВ = 480 =100 МПа .

4,75

Толщина стенок автоклава (см. формулу (3.15)):

S =

P D

+ =

1,5 500

+2 =

5,36 +2 = 7,36 мм.

2 ϕ [σp ]

2 0,7 100

Принимаем S = 8 мм.

Диаметр заклепок

d = S +8 =

8 +8 =16мм.

рис

Принимаем d = 16 мм, d0 = 16,5 мм (см. табл. 3.2).

Шаг двухрядного шва внахлестку (см.

. 3.1, б)

t = 2,6d +

+15 =56,6мм.

15 = 2,6 16

Принимаем t = 56 мм.

Коэффициент прочности шва (см. формулу (3.19)):

нагрузка

ϕ =

t −d

56 −16

= 0,71.

Расчетная

ина одну заклепку:

продольного

шва по формуле (3.20)

о F =

P D t

= 1,5

500 56 =10500Н;

2 K

2 2

а поперечного шва по формуле(3.21)

F =

P D t

= 1,5 500 56 = 5250Н;

4 K

4 2

Проверка заклепок на срез производится по формуле (3.22)

τ усл =

10500 4

= 49,13 МПа .

πd0

1 3,14 16,52

где [τусл] =65МПа (см. табл.3.9)

Коэффициент скольжения определяется по формуле (3.18)

4F0

4 10500

24,56.

πd02 Ki

3,14 16,52 2

ξ < [ξ],

[ξ ]= (60 K65 )

мм2

l =1,5d =1,5 16 = 24 мм.

t =

2,6d +15 =

2,6 16 +15 = 56мм.

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 1410 11 12 13 14 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке 1

#
17.02.20238.98 Mб8DZ_N1_-_Varlamova-Tibanov_-_Soedinenia_2003g.pdf
#
17.02.2023583.73 Кб19OPK_gotovo.docx
#
17.02.2023942.31 Кб11Raschet_zaklyopochnykh_soedineniy_100_var_-03_09_19.pdf
#
17.02.20233.72 Mб15Soedinenia__BGTU_s_47-70-разблокирован.pdf
#
17.02.20233.8 Mб10Soedinenia__BGTU_s_47-70.pdf
#
17.02.20233.8 Mб20заклепки.pdf
#
17.02.2023158.96 Кб20заклёпочные соединения (1).pdf
#
17.02.2023180.71 Кб20Лб Шпоночные соединения.docx
#
17.02.20234.09 Mб109Метода - соединения.pdf