3. Практические расчеты на сдвиг

Рассмотрим основы практических методов расчета на сдвиг (срез и смятие) заклепочных. Различают соединения листов заклёпками внахлёстку (Рис. 23а) и встык (с накладками) (Рис. 23б).

F

t

τ

t

F

τ

d

а. Соединение листов заклёпками внахлёстку

F F

F F

б. Соединение встык с накладками

Рис. 23. Виды заклёпочных соединений

Соединение разрушается в результате перерезывания заклепок по линии соприкосновения листов. Если разрушение происходит по одной плоскости среза, то заклепочное соединение называется односрезным, если по двум плоскостям – двухсрезным и т. д. Количество срезов i определяется количеством соединяемых слоёв (листов и накладок) минус единица (например, для схемы (Рис. 23 б) количество срезов = 5 – 1 = 4. Накладок три, листов два, в сумме они дают пять слоёв).

При расчетах принимаются основные допущения:

1. В поперечном сечении соединительных элементов возникает только один внутренний силовой фактор – поперечная сила Q.

2. В поперечном сечении возникает только τ и распределены они по площади поперечного сечения равномерно.

3. В случае соединения несколькими одинаковыми деталями, принимается, что все они нагружены одинаково.

Расчёт на срез:

Принимаем, что поперечная сила в каждой заклепке Q = F/n, где n – число заклепок, а F – сила, действующая на соединение. Тогда напряжение среза τ_ср определяется по формуле , где S_cp – площадь среза одной заклепки, S_cp = π·d ²/4.

Условие прочности на срез: . Здесь [τ_ср] –допустимое напряжение среза. Из этой формулы число заклепок . При двух- и многосрезном заклепочном соединении вместо п следует подставлять общее число срезов заклепок: i·n. Тогда для многосрезного соединения формула для определения напряжений примет вид: , а условие прочности : .

Кроме расчета на срез заклепочные соединения рассчитывают на смятие. Проверяют напряжения смятия по площади соприкосновения соединяемых листов и заклепок. Площадь смятия определяют: S_см = d·t, где d - диаметр одной заклепки, а t - толщина листа. В случае склепывания внахлестку двух листов различной толщины при подсчете S_см за t принимают t_min. Для соединений встык с накладками за t принимают суммарную толщину соединяемых листов, если она не превышает суммарной толщины накладок. В противном случае (если превышает) за t следует принимать суммарную толщину накладок.

Напряжения смятия σ_см считают равномерно распределенными по площади смятия: Q = F/n, и тогда условие прочности на смятие: , где [σ_см] – допускаемое напряжение на смятие, а п – число заклепок. Из условия прочности можно определить п: .