Соединение нагружено отрывающими силами и моментами

Расчет резьбовых соединений, нагруженных в плоскости стыка сдвигающими силами и крутящими моментами.

Примером такого соединения может служить крепление кронштейна. Для выполнения расчета необходимо все силовые факторы перенести в центр симметрии стыка. Будут действовать сила F и крутящий момент T.

- действуют в стыке.

- центр симметрии стыка.

Х – болты.

Предполагаем, что нагрузки располагаются по винтам равномерно, нагрузка соединения уравновешивается непосредственно реакциями опор, отсюда:

- реакция, приходящаяся на один винт (затяжка болтов необязательна)

Реакция на болты от крутящегося момента Т распределяется пропорционально на возможной деформации при предполагаемом повороте кронштейна. А деформации пропорциональны расстоянию болтов от центра тяжести стыка.

На каждый болт действует реакция от силы F и от момента Т.

По наиболее нагруженному винту ведут расчет.Наша задача: определить максимальную результирующую реакцию, которая действует на болт. По этой нагрузке определяем d болта. Но расчет ведут в зависимости от того, как установлен болт (с зазором, либо без зазора).

Чаще всего в этом случае винт устанавливают с зазором.

Тогда,

Соединение нагружено отрывающими силами и моментом. Соединения этого типа сначала конструируют, а затем проверяют, так как много входных параметров (направления реакции болтов перпендикулярно радиусам r₁, r₂… от момента Т, а от силы F параллельны действию силы.

Для расчёта необходимо все силовые факторы перенести в центр симметрии стыка, но в начале сиу F раскладываем на 2 составляющие. Имеем силу F_t которая сдвигает детали в стыке, а F_n и M – раскрывают стык. В расчёт данного соединения необходимо ввести из условия нераскрытия стыка и по условию отсутствия сдвига деталей в стыке.

l₁ - расстояние от центра симметрии стыка до крайнего ряда болтов.

l₂ - расстояние от центра симметрии стыка до второго ряда болтов.

В центре симметрии стыка действуют следующие нагрузки:

F_t – сдвигающая сила, стремится сдвинуть детали в стыке

F_n – отрывающее усилие, помогает или мешает сдвигу.

Момент M=M₁-M₂= стремится повернуть детали относительно стыка – раскрывают стык.

Действуют 3 силовых фактора. В этом случае момент и отрывающее усилие раскрывают стык.

1.Условие нераскрытия стыка. Если стык раскрыт, то конструкция теряет работоспособность.

2.Условие отсутствия сдвига деталей стыка.

1. Проводим расчёт по условию нераскрытия стыка

1.Винты подвержены начальной затяжке:

Предполагается, что напряжение распределено равномерно по стыку. А_стыка – площадь стыка, которая оценивается приближённо без учёта отверстий под болты.

σ _{n -} напряжение от действующей силы F_n. Эта сила растягивает болты и уменьшает σ_зат.

W_стыка – момент сопротивления стыка.

Условию не раскрытие стыка соответствует суммарная эпюра (а), т.е стык не раскрыт, если если на каком-то участке то стык раскрыт, в этом случае данное соединение теряет работоспособность. Вариант а) иллюстрирует нераскрытие стыка, т.е σ_min > 0.

это условие по нераскрытию стыка.

К- коэффициент запаса по нераскрытию стыка.

По последнему условию определяем напряжение затяжки, а затем определяем усилие F_{a.затяжки}

- для материалов соединения, если оно сделано из разных материалов. Если прочность материала основания меньше прочности кронштейна, то стык необходимо проверить на напряжения смятия.

Дата добавления: 2014-01-20