Практические примеры расчета на сдвиг. Заклепочные соединения
Понятие о сдвиге. Расчет заклепок на перерезывание. Расчетная схема заклепочного соединения. Величина допускаемого касательного напряжения. Расчетная модель действия нормальных напряжений. Стягивание листов и возникновение между ними сил трения.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.07.2013 |
| Размер файла | 43,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Практические примеры расчета на сдвиг. Заклепочные соединения
Понятие о сдвиге. Расчет заклепок на перерезывание.
Мы изучали, что при простом растяжении или простом сжатии две части стержня, разделенные наклонным сечением, стремятся не только оторваться друг от друга, но и сдвинуться одна относительно другой. Растяжению сопротивляются нормальные, а сдвигу - касательные напряжения.
На практике целый ряд деталей и элементов конструкций работает в таких условиях, что внешние силы стремятся их разрушить именно путем сдвига.
В соответствии с этим при проверке прочности таких элементов на первый план выступают касательные напряжения. Простейшими примерами подобных деталей являются болтовые и заклепочные соединения. Заклепки во многих случаях уже вытеснены сваркой; однако они имеют еще очень большое применение для соединения частей всякого рода металлических конструкций: стропил, ферм мостов, кранов, для соединения листов в котлах, судах, резервуарах и т.п. Для образования заклепочного соединения в обоих листах просверливают или продавливают отверстия. В них закладывается нагретый до красного каления стержень' заклепки с одной головкой; другой конец заклепки расклепывается ударами специального молотка или давлением гидравлического пресса (клепальной машины) для образования второй головки. Мелкие заклепки (малого диаметра - меньше 8 мм) ставятся в холодном состоянии (авиационные конструкции).
Для изучения работы заклепок рассмотрим простейший пример заклепочного соединения (Рис. 1). Шесть заклепок, расположенных в два ряда, соединяют два листа внахлестку. Под действием сил Р эти листы стремятся сдвинуться один по другому, чему препятствуют заклепки, на которые и будет передаваться действие сил ).
Рис. 1. Расчетная схема заклепочного соединения
Для проверки прочности заклепок применим общий порядок решения задач сопротивления материалов.
На каждую заклепку передаются по две равные и прямо противоположные силы: одна-от первого листа, другая - от второго. Опытные исследования показывают, что одни из заклепок ряда нагружаются больше, другие - меньше. Однако к моменту разрушения усилия, передающиеся на различные заклепки, более или менее выравниваются за счет пластических деформаций. Поэтому принято считать, что все заклепки работают одинаково. Таким образом, при заклепках в соединении, изображенном на фиг. 1, на каждую из них действуют по две равные и противоположные силы (Рис. 2); эти силы передаются на заклепку путем нажима соответствующего листа на боковую полуцилиндрическую поверхность стержня. Силы стремятся перерезать заклепку по плоскости mk раздела обоих листов.
Рис. 2. Силы, действующие на заклепочное соединение
Для вычисления напряжений, действующих по этой плоскости, разделим мысленно заклепочный стержень сечением mk и отбросим нижнюю часть (Рис. 2). Внутренние усилия, передающиеся по этому сечению от нижней части на верхнюю, будут уравновешивать силу т.е. будут действовать параллельно ей в плоскости сечения, и в сумме дадут равнодействующую, равную . Следовательно, напряжения, возникающие в этом сечении и действующие касательно к плоскости сечения, это - касательные напряжения . Обычно принимают равномерное распределение этих напряжений по сечению. Тогда при диаметре заклепки d на единицу площади сечения будет приходиться напряжение:
Величина допускаемого касательного напряжения , или, как говорят, допускаемого напряжения на срез, принято определять в виде: Зная , мы напишем условие прочности заклепки на перерезывание в таком виде:
заклепка сдвиг напряжение трение
т.е. действительное касательное напряжение в материале заклепки должно быть равно допускаемому или меньше его.
Из этого условия можно определить необходимый диаметр заклепок, если задаться их числом, и наоборот. Обычно задаются диаметром заклепочных стержней d в соответствии с толщиной t склепываемых частей (обычно ) и определяют необходимое число заклепок :
Знаменатель этой формулы представляет собой ту силу, которую безопасно может взять на себя каждая заклепка.
Пусть ; тогда
Рис. 3. Расчетная модель действия нормальных напряжений
При выводе формулы расчета заклепки на перерезывание, помимо оговоренных, допущена еще одна неточность. Дело в том, что силы действующие на заклепку, не направлены по одной прямой, а образуют пару. Эта пара уравновешивается другой парой, образующейся из реакций соединенных листов на головку заклепки (Рис. 3) и ведет к появлению нормальных напряжений, действующих по сечению mk.
Кроме этих нормальных напряжений, по сечению mk действуют еще нормальные напряжения, вызванные тем, что при охлаждении заклепочный стержень стремится сократить свою длину, чему мешает упор головок заклепки в листы. Это обстоятельство, с одной стороны, обеспечивает стягивание заклепками листов и возникновение между ними сил трения, с другой - вызывает значительные нормальные напряжения по сечениям стержня заклепки. Особых неприятностей эти напряжения принести не могут. На заклепки идет сталь, обладающая значительной пластичностью; поэтому даже если бы нормальные напряжения достигли предела текучести, можно ожидать некоторого пластического удлинения стержня заклепки, что вызовет лишь уменьшение сил трения между листами и осуществление в действительности той схемы работы заклепки на перерезывание, на которую она и рассчитывается. Поэтому эти нормальные напряжения расчетом не учитываются.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Особенности заклепочных соединений, типов заклепок, заклепочных швов. Понятие о сдвиге. Расчет заклепок на перерезывание. Основные критерии работоспособности при расчете деталей машин. Расчет прочных швов при осевом нагружении соединяемых элементов.
курсовая работа [1010,2 K], добавлен 01.10.2009Суть и понятие о соединениях, общие сведения о соединениях. Клеммовые, клеевые, заклепочные, конические, клиновые, профильные, сварные, паяные, шлицевые, штифтовые, шпоночные соединения. Соединения с натягом. Общие тенденции развития соединений.
реферат [3,1 M], добавлен 03.12.2008Проектировочный расчет винта домкрата, расчет напряжения кручения в опасном сечении. Величина критической силы винта. Определение внешнего диаметра гайки домкрата, расчетная схема. Расчет длины и диаметра рукоятки, фактическое напряжение изгиба.
контрольная работа [723,3 K], добавлен 16.02.2012- Воздействие теплофизических и металлургических процессов на формирование свойств сварного соединения
Конструктивные особенности узла и условия выполнения сварки. Химический состав материалов. Расчетная схема нагрева изделия. Оценка склонности металла шва к образованию трещин. Расчет термического цикла для пластин. Построение температурного поля.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 17.12.2015 Понятие и функции резьбовых соединений, их классификация и разновидности, условия и возможности практического применения, оценка преимуществ и недостатков. Крепежные детали. Усилия на затянутом соединении, принципы их расчета. Заклепочные соединения.
презентация [1,1 M], добавлен 24.02.2014Проверочный расчет винта на статическую прочность и устойчивость. Определение внешнего диаметра гайки. Расчетная схема гайки. Определение диаметра бурта гайки. Расчет размеров рукоятки. Расчет длины и диаметра рукоятки. Расчетная схема рукоятки.
практическая работа [182,4 K], добавлен 25.10.2009Устройства для соединения валов и передачи между ними вращающего момента. Назначение и классификация муфт. Расчет муфт по их критериям работоспособности: прочности при циклических и ударных нагрузках, износостойкости. Величина передаваемого момента.
реферат [3,3 M], добавлен 08.05.2011Способы соединения деталей и сборочных единиц. Разъемные соединения: подвижные и неподвижные. Достоинства резьбовых соединений. Назначение крепежной, крепежно-уплотнительной и ходовой резьбы. Штифтовые, шпоночные, шлицевые и профильные соединения.
реферат [1,7 M], добавлен 17.01.2009Построение эпюр нормальных и перерезывающих сил, изгибающих и крутящих моментов для пространственной конструкции. Расчет напряжение и определение размеров поперечных сечений стержней. Применение формулы Журавского для определения касательного напряжения.
курсовая работа [364,5 K], добавлен 22.12.2011Расчет и выбор посадки для гладкого, цилиндрического соединения с гарантированным натягом или зазором. Конструирование предельных калибров для контроля соединения. Порядок проведения расчета и нормирование точности и вида сопряжения зубчатой передачи.
курсовая работа [4,5 M], добавлен 28.10.2013Расчет болтовых соединений фланцев муфты и обечайки барабана механизма подъема грузоподъемного крана. Проектирование узла фермы; расчет сварного, заклепочного соединения. Определение промежуточного вала, зубчатых передач, шпонок, опорных подшипников.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 17.08.2013Выбор материала зубчатой передачи и определение допускаемых напряжений. Определение нагрузок на валах. Расчетная схема быстроходного вала редуктора. Определение реакций в опорах. Расчет изгибающих моментов. Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов.
курсовая работа [261,2 K], добавлен 13.07.2012Понятие неразъемных соединений водопроводных труб. Особенности сварки труб встык или враструб. Специфика соединения склеиванием, используемые материалы и последовательность процесса. Преимущества данного метода соединения по сравнению со сваркой.
презентация [1,1 M], добавлен 21.04.2014Дифференциальные уравнения контактных напряжений при двумерной деформации. Современная теория распределения по дуге захвата нормальных и касательных напряжений. Изучение напряжений на контактных поверхностях валков, вращающихся с разными скоростями.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 19.06.2015Понятие базирования. Особенности составления схемы базирования. Классификация поверхностей деталей по ряду признаков. Определение погрешности базирования в приспособлениях. Расчетная схема для случая установки детали на два цилиндрических пальца.
презентация [317,8 K], добавлен 29.11.2016Назначение посадок для сопрягаемых поверхностей в зависимости от их служебного назначения. Расчет соединения с натягом и выбор посадки с натягом. Расчет одного подшипника, выбор посадки для внутренних и наружных колец подшипника, схема полей допусков.
курсовая работа [560,6 K], добавлен 13.12.2012Расчёт гладкого цилиндрического соединения 2 – шестерня – вал. Вычисление калибров для контроля гладких цилиндрических соединений. Выбор нормальной геометрической точности. Определение подшипникового соединения, посадок шпоночного и шлицевого соединения.
курсовая работа [694,8 K], добавлен 27.06.2010Расчет предельных размеров элементов гладкого цилиндрического соединения и калибров. Выбор посадки подшипника качения на вал и в корпус. Определение допусков и предельных размеров шпоночного соединения. Расчет сборочных размерных цепей и их звеньев.
курсовая работа [88,2 K], добавлен 20.12.2012Описание шпонки и ее соединений, параметры стандартизации. Соединения призматическими шпонками: плюсы и минусы. Конструкция соединения с цилиндрической шпонкой. Характерные признаки резных клиновых шпонок. Материал шпонок и выбор допускаемых напряжений.
методичка [590,6 K], добавлен 07.02.2012Модель технологического процесса обработки детали "крепление ворот сушильного шкафа". Расчетная схема механической части электропривода. Выбор тиристорного преобразователя и электропривода. Расчет датчика тока. Синтез системы подчиненного регулирования.
курсовая работа [648,9 K], добавлен 21.12.2011
