Расчет заклепок

Разрушение стержня заклепкинахлесточного соединения и стыкового соединения с одной накладкой происходит в результате среза по сечению, лежащему в плоскости стыка соединяемых деталей.

Для определения размеров заклепки проводят условные расчеты на срез и смятие. Для упрощения принимают, что стяжка пакета и трение на стыке листов отсутствуют, а вся внешняя нагрузка воспринимается заклепками. Приближенный характер расчетов учитывается при назначении допускаемых напряжений. Номинальные напряжения среза (касательные напряжения) будут одинаковыми во всех точках сечения и условие прочности стержня заклепки по допускаемым напряжениям примет вид

,

где F– срезывающая сила в плоскости стыка;А– суммарная площадь поперечного сечения и заклепок с диаметром стержняd; - допускаемое напряжение при срезе.

Откуда требуемый диаметр заклепки

.

В соединениях с двумя накладками, соединение может разрушаться путем среза по двум сечениям, совпадающим с плоскостями контакта накладок с соединяемыми деталями. Такие соединения называют иногда двухсрезными. При их расчете принимают, что сила, приходящаяся на одно сечение, вдвое меньше общей силы.

Смятиестержня заклепки может привести к преждевременному выходу из строя соединения, если заклепка изготовлена из менее прочного материала, чем соединяемые детали. Действительные контактные напряжения, вызывающие смятие стержня заклепки, неравномерно распределены по его поверхности. Однако расчетные значения этих напряжений находят по приближённой формуле и сопоставляют с допускаемыми напряжениями на смятие материала заклепки

, отсюда .

Из двух найденных расчетами на срез и на смятие значений диаметра dзаклепки принимают большее.

Расчет соединяемых деталей

Разрушение детали по сечению, ослабленному отверстием, может происходить под действием больших статических нагрузок. Номинальное растягивающее напряжение в этом сечении также должно удовлетворять условию прочности по допускаемым напряжениям при растяжении для материала деталей

,

где А_нетто– площадь детали в опасном сечении с учетом ослабления её отверстиями;S иb – толщина и ширина листа;d– диаметр отверстия под заклепку (равен диаметру стержня заклепки);n– число заклепок в одном ряду; [s_p] – допускаемое напряжение при растяжении материала деталей.

Следовательно, требуемая площадь сечения детали

.

Смятие стенок отверстия также нарушает работоспособность соединения и может привести к последующему прорезанию заклепкой соединяемых деталей. Допускаемые напряжения смятия определяются материалом деталей. Для предотвращения прорезания соединяемых деталей должно выполняться условие прочности по допускаемым напряжениям среза [t_с*]для материала деталей

,

где t-0,5d– длина опасного сечения.

Обычно принимают и[s_см]=(0,4…0,5) s_b,

где s_b– предел прочности материала детали.

Для заклепок из сталей Ст0; Ст2; Ст3 принимают [s_р]=140…160 МПа и[s_см]=280…320МПа. При выборе материала заклепок должно быть такое сочетание материалов, которое бы исключало образование гальванических пар и гальванических токов в соединении.