Практичні (умовні) розрахунки при зсуві (зрізі)

Далі розглянемо особливості розрахунків елементів конструкцій, у яких виникає деформація зсуву. До таких елементів відносяться заклепкові з'єднання, зварні шви, болтові і шпилькові з'єднання, шпонки, шліци і т.д.

Розрахунок заклепкових з'єднань. При розрахунку заклепкових з'єднань (рис.9.6а) припускають, що сприймане з'єднанням зусилля рівномірно розподіляється між заклепками, тобто на кожну заклепку діє зусилля . Основні параметри заклепкового з'єднання – це діаметр заклепки та їхня кількість . Діаметр заклепки вибирається в залежності від товщини листів, що склепуються - , де - мінімальна товщина листа, - крок заклепкового шва вибирають як . Приймають, що заклепка працює на наступні види деформацій.

1. Згинальна деформація. Відзначимо, що через малість згинального моменту в практичних розрахунках цією деформацією зневажають.

2. Деформація зсуву (зрізу) по площині (рис.9.6б).

3. Деформація зминання, що виникає на поверхнях заклепки і листа (рис.9.6в) в містах їхнього контакту.

Тому розрахунок заклепкового з'єднання повинний забезпечити міцність: а) заклепок на зріз; б) заклепок і контактних поверхонь листа на зминання; в) листів на розтягання у перерізах, ослаблених отворами під заклепки; г) країв елементів листів на зріз; д) на герметичність; е) на дію знакозмінних навантажень і т.д. При розрахунку на зріз припускають, що дотичні напруження рівномірно розподіляються по поперечному перерізі заклепки, і умова міцності на зріз запишеться у вигляді:

, (9.5)

відкіля визначають кількість заклепок (з умови міцності на зріз): , (9.6)

де – допустиме дотичне напруження на зріз заклепки, вибирається в залежності від матеріалу заклепки (легована чи маловуглецева сталі).

При розрахунку на зминання припускають, що напруження рівномірно розподіляються по діаметральному перерізу заклепки (рис.9.6г) і умова міцності на зминання прийме вигляд: (9.7)

Відкіля кількість заклепок з умови міцності на зминання: (9.8)

допустиме напруження на зминання = ;

- мінімальна товщина листів, що склепуються.

Розрахунок листа на розтягання виконується з урахуванням ослаблення його поперечного перерізу просвердленими отворами (рис.9.6д), тобто: (9.9)

де – площа листа в ослабленому перерізі I-I, дорівнюється в даному випадку .

Рис.9.6.

Розрахунок краю листа на зріз (рис.9.6е): (9.10)

При розрахунку заклепкових з'єднань необхідно враховувати його конструкцію, від якої залежить кількість i площин зрізу однієї заклепки (рис.9.7).

Рис.9.7.

З обліком цього умова міцності на зріз для заклепкового з'єднання запишеться у вигляді:

(9.11)

кількість заклепок визначиться як: . (9.12)

При розрахунку заклепкових з'єднань на дію знакозмінних навантажень допустимі напруження повинні бути зменшені. Розрахунок на герметичність з'єднання ведеться за спеціальною методикою. Таким чином, основним параметром, обумовленим з умов міцності на зріз і зминання, є кількість заклепок (9.12) і (9.8), з яких вибирають більше число.

Розрахунок зварених швів. Зварені шви стосовно напрямку діючого зусилля поділяють на стикові (рис.9.8а), лобові (рис.9.8б), флангові (рис.9.9а) і комбіновані, що складаються з комбінації вищевказаних. З усього різновиду швів (нормальний, опуклий, увігнутий, нерівнобічний) найбільш розповсюджений нормальний (рис.9.8в, 9.9б). Катет шва приймають рівним товщині елементів, що з'єднуються, при цьому мм.

Рис.9.8.

Зварений шов при з'єднанні у стик (рис.9.8а) працює на розтягання чи стискання. Умова міцності шва: чи (9.13)

Тут – робоча довжина шва; – товщина листів, що зварюються; напруження , що допускається на розтягання та - на стискання.

Рис.9.9.

Флангові і лобові шви розраховуються на зріз у перерізі, що проходить через бісектрису прямого кута (рис.9.9б), при цьому ширина площини зрізу , і умова міцності: , (9.14)

де – допустиме напруження для матеріалу шва електрозварювання, вибирається в залежності від матеріалу електрода і технології зварювання; L- розрахункова довжина шва.

Робоча довжина шва вибирається з урахуванням непровару на початку і наприкінці шва. Для випадків (рис.9.8б і 9.9а) відповідно довжина лобового і флангового швів визначиться як: мм, мм.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. За яких умов відбувається зріз (зсув)?

2. У чому полягає деформація зсуву?

3. Що називається абсолютним і відносним зсувом? Яку вони мають розмірність?

4. По якій формулі визначають дотичні напруженні при зсуві?

5. Який напружений стан називається чистим зсувом?

6. Як виражається закон Гука при зсуві?

7. Які співвідношення приймаються між допустимими напруженнями на розтягання і зсув? Яка залежність між модулем подовжньої пружності і модулем зсув?

8. Які бувають типи зварних з'єднань?

9. Напишіть умову міцності для зварного шва.

10. Напишіть умову міцності для заклепувального з'єднання.

11. Яка різниця між однозрізною і двозрізною заклепкою?

Лекція №10. Розрахунки на міцність і жорсткість при крученні

.

Дата добавления: 2015-06-28