12. Работа и расчет болтовых соединений на срез, смятие и растяжение. Конструктивные требования.

Работа на сдвиг явл основным видом работы большинства соединений.

Работа соединений с неконтролируемой силой затяжки (болты грубой, норм, повыш точности): на 1 этапе, пока силы трения между соединяемыми элементами не преодолены, сами болты не испытывают сдвигающих усилий и работают только на растяжение, все соединение работает упруго (на высокопрочных болтах соединения работают только так!). При увеличении внешней сдвиг силы, силы внутр трения оказываются преодоленными и наступает 2 этап – сдвиг всего соединения на величину зазора между поверхностью отвестия и стержнем болта. На 3 этапе сдвиг усилие в основном передается давлением поверхности отверстия на стержень болта, стержень болта и края отверстия постепенно обминаются, болт изгибается, растягивается (т.к. головка и гайка препятствуют свободному изгибу стержня). Плотностьт соединения расстраивается, силы трения уменьшаются и наступает 4 этап работы, характеризующийся упругопластической работой. Разрушение соединения происходит от среза болта, смятия и выкола одного из соединяемых Эл-тов или отрыва головки болта.

Расчет ведут исходя из возможного вида разрушения соединения по срезу болта при толстых соединяемых листах или по смятию поверхности отверстия при тонких листах:

-расчетное усилие, воспринимаемое одним болтом по срезу:

N^б_ср=R^б_срγ_бA_бn_ср

R-расчетное сопротивелние болтов срезу

γ-коэф усл работы соединения

А=пи*d²/4- площадь сечения болта по ненарезной части

d-диаметр болта

n-число плоскостей среза.

-расчетное усилие, воспринимаемое одним болтом по смятию элементов:

N^б_см=R^б_смγ_бd∑t

R-расчетное сопротивелние смятию элементов, соединяемых болтами

∑t-наим суммарная толщина элеметов, сминаемых в одном направлении.

-число болтов n в соединении при действии сдигающ силы N, приложенной к ЦТ соединения: n=N/N^б_minγ

N^б_min- меньшее из верхних значений (для 1 болта)

γ-коэф условий работы конструкции.

Растяжение: болты раб на растяж-е, если внешняя сила направлена параллельно продольной оси болтов. При статич работе соединения качество отверстий и поверхности болта не играет никакой роли и болты норм и повш точности работают на растяжение одинаково. Начальные натяжения болтов не сказываются на их несущей способности на растяжение, т.к. начальные напряжения явл напряжениясми внутр-ми, уравновешенными силами сжатия между соединяемыми элементами. Внешн сила воспринимается силами сжатия между соединяемыми элементами. Когда внешн сила превысит внутр начальные усилия стягивания болта, монолитность соединения нарушися и растягивающее усилие в болте начнет увеличиваться. Т.о. прочность соединения определяется прочностью материала болтов на растяжение назвисимо от сила начального натяжения болта. Принимают те же болты, что при сдвиге.

-усилие, воспринимаемое одним болтом на растяжение:

N^б_р=R^б_рA^б_нт

R- расчетное сопротивление болтов растяжению

A^б_нт-площадь нетто болта (по резьбе)

Кол-во болтов при растяжении: n=N/N^б_рγ

При одновременном действии сдвиг и растяг сил на соединение юзаем все формулы ;о)