1.19. Тавровые соединения. Расчет соединений нагруженных силой, силой и изгибающим моментом:
Рассмотрим случай стыкового шва:
Разрушение происходит в околошовной зоне по основному материалу. Расчет ведут по номинальному сечению.
Из условия прочности:
Где - допускаемое напряжение для сварного шва, зависит от метода сварки.
-
максимальное суммарное напряжение.
- напряжения растяжения от изгиба
- касательные напряжения от силы Q
- нормальные напряжения от силы F
Рассмотрим случай углового шва:
Разрушение угловых швов при статическом нагружении происходит по наименьшей площади, проходящей по биссектрисе прямого угла. В опасном сечении угловые швы испытывают сложное напряженное состояние, которое трудно описать. Поэтому расчет угловых швов проводят по суммарному касательному напряжению.
соединение нагружено только силой F:
условие прочности
соединение нагружено только изгибающим моментом:
совместный случай нагружения:
определяем суммарное касательное напряжение и сравниваем его с допускаемым касательным напряжением.
- наибольшее напряжение от момента М
- касательные напряжения от силы Q
- касательное напряжения от центральной
силы F.
1.20. Допускаемые напряжения при расчете сварных соединений:
Допускаемые напряжении для сварных
швов отмечают штрихами
,
.
Допускаемые напряжения при статическом
нагружении сварных швов определяют на
основании опытных данных в долях от
допускаемых напряжений основного
металла. В таблице представлены
допускаемые напряжения для сварных
соединений из низкоуглеродистых и
низколегированных сталей:
Допускаемые напряжения на растяжение
для основного металла
можно
принять
,
где S – коэффициент запаса.
- предел текучести основного металла
1.21. Расчет сварных соединений, работающих при переменной нагрузке. Формулы для расчета и выбор допускаемых напряжений:
Х.з., никогда не встречали. В книге херня какая-то написана))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))
1.22. Заклепочные соединения, достоинства и недостатки, область применения. Основные типы заклепок и заклепочных соединений:
Заклепочные соединения образуют постановкой постановкой заклепок в совмещенные отверстия соединяемых элементов и расклепкой с осаживанием стержня. При этом за счет поперечной упруго-пластической деформации стержня происходит заполнение начального зазора между стержнем и стенками зазора, в некоторых случаях с образованием натяга. Заклепочные соединения разделяют:
- силовые (прочные), используемые преимущественно в металлических конструкциях машин, в строительных сооружениях;
- силовые плотные, используемые в котлах и трубах, работающих под давлением.
Достоинства:
- стабильность
- контролируемость качества
Недостатки:
- повышенный расход металла
- высокая стоимость
- неудобные конструктивные формы в связи с необходимостью наложения одного листа на другой или применения специальных накладок.
Область применения:
Соединения, в которых нагрев при сварке деталей не допустим.
Соединения несвариваемых материалов.
Соединения в авиа- и судостроении.
Клепку стальными заклепками с диаметром до 10 мм, а также заклепками из латуни, меди и легких сплавов всех диаметров производят холодным способом, а остальных – горячим.
Рассмотрим конструкции некоторых видов стандартных заклепок и варианты соединений. Заклепки со стальным стержнем (а, б) применяют в основном при выполнении прочных и прочноплотных соединений. Пустотелые заклепки (в, г) – при соединении тонких листов и неметаллических деталей, не допускающих больших нагрузок.
Типы заклепочных соединений:
По конструкции:
- соединения внахлестку - а
- с одной накладкой - б
- с двумя накладками – в
Разделяют односрезные соединения (а, б) и двусрезные (в).
По числу рядов заклепок соединения бывают одно- и многорядные (г).
Недостатком односрезных соединений с одной накладкой является деформация зоны соединения под действием изгибающего момента. Двухсрезные соединения с двумя накладками лишены этого недостатка, однако являются более металлоемкими.
1.23. Прочные соединения – размещение заклепок в шве, расчет склепываемых элементов и заклепок при нагружении растягивающей (сжимающей) силой, изгибающим моментом и силой + момент:
Диаметр
заклепок выбирают равным
,
если
мм
и
при
мм.
Минимальный шаг размещения заклепок
определяется удобством клепки и
прочностью соединяемых листов,
максимальный – условиями плотного
соприкосновения листов и зависит от
жесткости соединяемых элементов. Обычно
шаг p принимают:
.
Расстояние
от оси заклепки до края листа принимают
равным:
,
.
Расчет заклепочных соединений:
Нагружение в плоскости стыка:
Основной вид нагружения – силы и моменты, действующие в плоскости стыка. При этом часть нагрузки прередают силы трения на стыке. Тело заклепки подвержено действию напряжений среза, смятия и изгиба. Расчет условно ведут на срез и смятие. Допущения:
- полагают, что трение на стыке отсутствует;
- центральная сила распределена между
заклепками равномерно (
,
где n – число заклепок),
а момент – пропорционально расстоянию
от заклепки до центра масс сечений
заклепок (
).
Суммарную силу
,
действующую на максимально нагруженную
заклепку, определяют геометрическим
сложением:
.
Условие прочности по срезу:
Условие прочности по смятию:
Если необходимо, проверяют прочность соединяемых деталей с учетом ослабления их отверстиями под заклепки. Для соединения на рисунке, условие прочности на растяжение:
Для этого же соединения условие предотвращения прорезания выглядит так:
Нагружение в плоскости перпендикулярной плоскости стыка:
Возможно нагружение заклепочного соединения силами и моментами, действующими в плоскости перпендикулярной плоскости стыка. В этом случае дополнительно проводится расчет на предотвращение отрыва головок для наиболее нагруженной заклепки по условию прочности:
Где
-
суммарная отрывающая сила, действующая
на наиболее нагруженную заклепку. Ее
определяют сложением силы
,
действующей на заклепку от центральной
силы, и силы
,
действующей на наиболее нагруженную
заклепку от отрывающего момента.
,
где n – количество заклепок
-
расстояние от нейтральной оси до наиболее
удаленной заклепки;
- расстояние от нейтральной оси до i-й
заклепки
М – отрывающий момент
- отрывающая сила