21.2. Применение теории предельного равновесия для расчета
болтовых (заклепочных) и сварных соединений
Пусть 2 элемента соединяются болтом. Существует две опасности – срез болта и сматие пластины или болта.
Разрушение срезом
Считаем, что при разрушении происходит срез болта, ввиду возникновения предельных значений напряжения.
Тогда:
.
Если болтов несколько, то получим:
. (21.2)
Теперь можно найти допустимую силу
. (21.3)
Если же дана проектная сила Р , то можно из (21.3) найти количество болтов.
Разрушение смятием
Разрушение может
произойти в результате смятия самого
болта или пластины. Пластина при этом
воздействует на болт по сечению А
(см. рисунок) напряжением
.
Тогда:
Расчет сварных соединений
Рассмотрим продольные швы:
Нарисуем разрушенное состояние. Из уравнения равновесия следует, что:
.
Запишем условие прочности (здесь k - коэффициент запаса):
.
С учетом того, что
отсюда получаем
.
Основной задачей расчета сварных швов является определение минимально-допустимой длины шва. Выражая площадь фигуры ВСDК через l найдем:
,
.
Это расчетная длина шва. При изготовлении сварки расчетную длину увеличивают на 1 сантиметр, так как по концам шва всегда образуются микротрещины на глубину порядка 0,5 сантиметров.
Торцевые швы (или лобовые швы) рассчитываются совершенно аналогично
Литература
Терегулов И.Г. «Сопротивление материалов и основ теории упругости и пластичности» М.: Высшая школа, 1984
Тимошенко С.П. Механика материалов : Учебник для вузов / Гере, Джеймс Монро. - 2-е изд., стер. - СПб. : Лань, 2002. - 672с
Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. – М.: Наука, 1988. – 712с.
Феодосьев В.И. Сопротивление материалов : Учебник для вузов / 11-е изд., стереотип. - М. : МГТУ им.Н.Э.Баумана, 1999. - 592с.
Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. – М.: «Высшая школа», 2000. – 560с.
Беляев Н.М. Сопротивление материалов. -М.: Изд-во «Наука», 1976. – 607с.
Варданян Г.С., Андреев В.И., Атаров Н.М., Горшков А.А. Сопротивление материалов с основами теории упругости и пластичности. – М.: Изд-во АСВ, 1995. – 568с.
Варданян Г.С., Атаров Н.М., Горшков А.А. Сопротивление материалов. – М.: Инфра – М., 2003. – 478с.
Дарков А.В., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов. -М.: «Высшая школа», 1989. – 624с.
Долинский Ф.В., Михайлов М.Н. Краткий курс сопротивления материалов. – М.: «Высшая школа», 1988. – 431с.
Копнов В.А., Кривошапко С.Н. Сопротивление материалов. Руководство для решения задач и выполнения расчетно-графических работ. – М.: «Высшая школа», 2005. – 351с.
Кочетов В.Т., Кочетов М.В., Павленко А.Д. Сопротивление материалов. – СПб.: БХВ – Петербург, 2004. – 544с.
Костенко Н.А., Балясникова С.В., Волошановская Ю.Э. Сопротивление материалов. – М.: «Высшая школа», 2000. – 430с.
Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Справочник по сопротивлению материалов. – Киев: «Наук.думка», 1988. – 736с.
Сопротивление материалов /Под редакцией Смирнова А.Ф./ М.: «Высшая школа», 1975. – 480с.
Строительная механика. Под редакцией Даркова А.В. - М.: «Высшая школа», 1976. – 600с.
Степин П.А. Сопротивление материалов. – М.: «Высшая школа», 1988. – 366с.
Серазутдинов М.Н., Островская Э.Н., Петухов Н.П., Сидорин С.Г. Механика. Вопросы теоретической механики, сопротивления материалов, деталей машин. Казань: Центр инновационных технологий, 2007. – 330с.