11.1. Практические расчеты на срез и смятие.

Детали, служащие для соединения отдельных элементов машин или строительных конструкций, - заклепки, штифты, болты и т.п. - во многих случаях воспринимают нагрузки, перпендикулярные их продольной оси.

Практические расчеты этих деталей носят весьма условный характер и базируются на следующих основных допущениях:

1. В поперечных сечении возникает только один внутренний силовой фактор - поперечная сила Q.

2. Касательные напряжения, возникающие в поперечном сечении бруса, распределены равномерно по всей его полощади.

3. В случае если соединение осуществлено несколькими одинаковыми деталями (болтами и т.п.), принимается, что все они нагружены одинакого.

Разрушение соединительных элементов происходит в результате их перерезывания по плоскости, совпадающей с поверхностью соприкосновения соединяемых деталей.(рисунок справа). Поэтому говорят, что эти элементы работают на срез, и возникающие в их поперечном сечении касательные напряжения также называют напряжениями среза.

На основе сформулированных выше допущений получаем следующие условие прочности:

Где Q - расчетное напряжение среза, А - площадь среза. Данная формула является зависимостью для проверочного расчета соединения. В зависимости от постановки задачи ее, см. растяжение(сжатие), можно преобразовать аналогично.

Срез всегда сопровождается смятием. Давления, возникающие между поверхностями деталей, принято называть напряжениями смятия. Расчет на смятие носит условный характер и ведется в предположении, что силы взаимодействия между деталями равномерно распределены по поверхности контакта и во всех точках нормальны к этой поверхности.

Помимо расчетов на срез и смятие необходима проверка прочности соединяемых элементов на растяжение по ослабленному сечению, т.е. проходящему через центр оверстия и расчет на срез(выкалывание) части элемента от центра отверстия до его края.

11.2. Расчет заклепочных соединений.

Заклепочные соединение относятся к неразьемным соединениям, т.к. для их разборки необходимо разрушить соединительные элементы.

На рисунке слева (а) представлено соединение двух полос внахлест, а на рисунке (б) встык с одной накладкой. В обойх случаях при разрушении срез происходит по одному поперечному сечению, поэтому эти соединения называют односрезными.

 

 

 

На данном рисунке показано соединение встык с двумя накладками (а), а на рисунке (б) прикрепление к фасонному листу узла фермы стержня, состоящего из двух равнобоких прокатных уголков. В обоих случаях срез происходит по двум поперечным сечениям, поэтому данное соединение называют.

 

 

 

 

 

Расчет заклепочных соединений ведется на основе допущений указанных выше. Склепываемые элементы расчитывают на растяжение с учетом ослабления их заклепками.

Зависимость для проверочного расчета:

а) На срез:

где i - общее число заклепок, передающих заданную нагрузку F, k - общее число плоскостей среза

 

 

б) На смятие:

где d - диаметр заклепки, дельта - меньшая из толщин склепываемых элементов.

 

Проектный расчет:

а) На срез:

где [Q] - допускаемая сила на одну заклепку.

 

 

б) На смятие:

 

Определение требуемого числа заклепок: