Перминов / Детали машин / Новая папка / Задача 5 ДМ

Задача 5

В каком элементе и при какой наименьшей растягивающей силе F_.. произойдет разрушение однорядного заклепочного шва, состоящего из листовых деталей: поставленных по торцу встык двух половинок полосы, соединенных сверху и снизу одиночными накладками. Исходные данные: толшина b и ширина c полосы и толшина a и ширина c накладок, материал листов и заклепок, прошедший термообработку нормализацией, а также число заклепок J диаметром d, расположенных по одну сторону стыка, в один ряд. Вид нагрузки – статическая.

Числовые значения данных по вариантам приведены в таблице 3.

Таблица 4 – Исходные данные к задаче 5

№	Параметр	Вариант
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Мат. листов - сталь	Ст0	Ст1	Ст2	Ст3	Ст4	10	15	20	25	30
	Мат.заклё-пок - сталь	10	15	20	25	30	Ст0	Ст1	Ст2	Ст3	Ст4
2	J, шт.	6	6	7	7	4	4	9	9	5	5
	a, мм	3	3	4	4	5	5	6	6	7	7
	b, мм	4	4	5	5	6	6	7	7	8	8
	с,мм	135	140	145	150	156	163	170	175	180	190
	d, мм	5	5	6	6	7	7	8	8	9	9

Пример решения задачи 5

Исходные данные:

В каком элементе и при какой наименьшей растягивающей силе F произойдет разрушение однорядного заклепочного шва, состоящего из листовых деталей: поставленных по торцу встык двух половинок полосы, соединенных сверху и снизу одиночными накладками. Исходные данные: толшина b=3 мм и ширина c=100 мм полосы и толшина a=2 мм и ширина c=100 мм накладок, материал, прошедший термообработку нормализацией, для листов – сталь 35 и заклепок – Ст5, а также число заклепок J=3 шт. диаметром d =4 мм, расположенных по одну сторону стыка в один ряд. Вид нагрузки – статическая.

Решение

Разрушение заклёпочного шва под действием растягивающей силы может произойти по одной из четырёх причин.

1) срез одновременно всех заклёпок по одну сторону стыка в плоскостях контактирования (стыка) полосы и накладок;

2) смятие одновременно всех заклёпок по одну сторону стыка;

3) разрыв полосы в поперечном сечении, ослабленном отверстиями под заклёпки (опасное сечение);

4) разрыв обеих накладок одновременно в поперечном сечении, ослабленном отверстиями под заклёпки (опасное сечение) .

1. Проверка прочности заклёпок на срез

Наибольшая допускаемая растягивающая сила F_СРЕЗА, H, превышение которой повлечёт за собой разрушение заклёпочного шва по причине среза заклёпок:

Н,

где [Ԏ_СР] – допускаемое напряжение при срезе материала заклёпок (в нашем случае для стали Ст5), МПа (Н/мм²) [1, табл. 19, 20, с. 74…78];

k – число плоскостей среза с соединении (в скольких местах может срезаться одна заклёпка).

2. Проверка прочности заклёпок на смятие

Наибольшая допускаемая растягивающая сила F_СМЯТИЯ, H, превышение которой повлечёт за собой разрушение заклёпочного шва по причине смятия заклёпок:

Н,

где [Ϭ_СМ] – допускаемое напряжение при смятии материала заклёпок (в нашем случае для стали Ст5), МПа (Н/мм²) [1, табл. 19, 20, с. 74…78];

s – наименьшая толщина соединяемых листов, мм (в нашем случае это толщина полосы b=3 мм, так как суммарная толщина двух накладок 2+2=4 мм).

3. Проверка прочности листов (полосы и накладок) на растяжение

Наибольшая допускаемая растягивающая сила F_{РАЗРЫВА}, H, превышение которой повлечёт за собой разрушение заклёпочного шва по причине разрыва полосы или накладок по поперечному сечению, ослабленному отверстиями для заклёпок (опасное сечение). Расчёт производим по листу с меньшей толщиной. В нашем случае это толщина полосы b=3 мм, так как суммарная толщина двух накладок 2+2=4 мм):

Н,

где [Ϭ_Р] – допускаемое напряжение при растяжении материала листов (в нашем случае для стали 35), МПа (Н/мм²) [1, табл. 19, 20, с. 74…78];

А_НЕТТО – площадь поперечного сечения листа за вычетом суммарной площади отверстий для заклёпок в опасном сечении, мм². В нашем случае:

мм².

Ответ: сравнивая величины разрушающих сил во всех четырёх случаях, когда F_СРЕЗА= 7536Н, F_СМЯТИЯ= 9000Н, F_{РАЗРЫВА}= 47520Н, делаем вывод: разрушение заклёпочного шва произойдёт при срезе, так как наименьшее значение F_СРЕЗА= 7536Н.