Задача для домашнего решения

Задача. Определить длину фланговых швов, прикрепляющих уголок к косынке (рис. 1.4.1). Соединение должно быть равнопрочным с уголком. Зна­чения допускаемых напряжений: для основного МПа, для сварно­го шваМПа; катет шваK=t мм. Уголок неравнополочный Исходные данные даны в таблице 1.4.1.

Рисунок 1.4.1

Таблица 1.4.1 – Исходные данные для задачи 1.4.1

№ варианта	Уголок	x0	y0	t, мм	Aрасч, мм2	[τ’]cp, МПа	[σ]p, МПа
1	80	11,3	26,0	5	636	0,65 [σ]p	200
2	80	11,7	26,5	6	755	0,65 [σ]p	200
3	63	9,1	20,3	4	404	0,65 [σ]p	240
4	63	9,5	20,8	5	498	0,65 [σ]p	300
5	75	11,7	23,9	5	611	0,65 [σ]p	360
6	75	12,1	24,4	6	725	0,65 [σ]p	200
7	75	12,9	25,2	8	947	0,65 [σ]p	200
8	90	12,8	29,5	6	854	0,65 [σ]p	240
9	90	13,6	30,4	8	1118	0,65 [σ]p	300
10	100	14,2	36,3	6	958	0,65 [σ]p	360
11	100	14,6	32,8	7	1109	0,65 [σ]p	200
12	100	15,0	33,2	8	1257	0,65 [σ]p	200
13	56	8,4	18,2	8	1257	0,65 [σ]p	240
14	125	18,0	40,1	7	1406	0,65 [σ]p	300
15	125	18,4	40,5	8	1598	0,65 [σ]p	360

3.Расчет заклепочных соединений

Соединение, осуществляемое заклепками, относится к неразъемным соединениям, т. к. для того, чтобы разъединить детали необходимо разру­шить заклепки.

Заклепки применяют в соединениях, для которых методы сварки и склеивания малоэффективны или непригодны: в соединениях деталей из разнородных материалов, цветных металлов и сплавов, где нагрев недопус­тим из-за коробления; в особо ответственных случаях; в соединениях рабо­тающих при вибрационных нагрузках (авиация) и др.

Заклепка представляет собой стержень круглого поперечного сечения с головками по концам, одна из которых, называемая закладкой, изготовля­ется вместе со стержнем, а другая, называемая замыкаюшей, выполняется в процессе клепки.

Существуют различные формы заклепок, установленные ГОСТом (рис. 2.1.1).

Достоинства:

высокая прочность и надежность соединения;

возможность соединения деталей любых материалов;

высокая работоспособность при ударных и переменных нагрузках.

Недостатки:

ослабление соединяемых деталей отверстиями под заклепки;

сложность технологического процесса изготовления клепаных конст­рукций;

соединение встык требует дополнительных деталей-накладок.

Рисунок 2.1.1 - Формы заклепок:

а — с полукруглой головкой: б, в с потайной или полупотайной головкой (судостроение, самолетостроение); г — с бочкообразной головкой; д — с широкой головкой для соединения тонкостенных материалов; е — трубчатые заклепки, применяются в соединениях неметаллических слабонагруженных соединениях; ж — взрывные заклепки, применяются в труднодоступных местах для образования замыкающей головки.

Рисунок 2.1.2 - Заклепочные соединения внахлестку:

а — однорядные; б — двухрядные; в — двухрядные с шахматным расположением заклепок; р — шаг между осями заклепок; е — расстояние oт оси заклепок до края детали (листа); e₁- рас­стояние между рядами заклепок; при нахлесточиом соединении заклепок — обозначения те же.

Классификация заклепочных соединений.

а) по назначению:

прочные соединения (металлоконструкции);

прочноплотные (резервуары высокого давления);

плотные (емкости с небольшим давлением).

б) по конструктивному признаку:

соединения нахлесточные одно-, двух- и многорядные (рис. 2.1.2);

соединения встык (рис. 2.1.3).

Критерии работоспособности и их расчет. Опыт эксплуатации конструкций показал, что нарушения соединений вызываются обрывом головки с разрушениями стержней, смятием стенок отверстий и стержней, а также разрушением соединяемых листов, ослабленных отверстиями. Следовательно, основными критериями работоспо­собности являются прочность заклепок и листов соединений.

Рисунок 2.1.3 - Заклепочные соединения встык.

а – односрезные заклепочные соединения: б — двухсрезные заклепочные соединения; в - двух срезные заклепочные соединения с шахматным расположением заклепок.

При расчете прочных швов предполагается, что нагрузка F распределя­ется между заклепками шва равномерно, а сила трения, возникающая меж­ду соединенными деталями, в расчете не учитывается.

В нахлесточном соединении (рис. 2.1.3, а) внешние нагрузки F образуют пару сил, момент которой мал в связи с малым плечом.

Расчетные формулы на прочность следующис:

1. Условие прочности заклепок на срез (рис.2.1.3, в):

где

,

i — число плоскости среза (на рис. 2.1.3, а i = 1, на рис. 2.1.3, б i = 2);

z — число заклепок шва; табл. 1.5.

2.Условие прочности соединяемых деталей на смятие (рис. 2.1.4).

где

—меньшая из толщины соединяе­мых деталей;

z — число заклепок в ряду.

Рисунок 2.1.3