Расчет заклепок на смятие

Выполнение условия прочности на срез заклепок не всегда обеспечивает прочность заклепочного соединения. Если при передаче давления от листов на заклепку произойдет смятие стенок отверстия в листах или смятие самой заклепки по полуцилиндрической поверхности контакта, то это приведет к нарушению неподвижности соединения. Поэтому необходима также проверка заклепок (или листов) на смятие.

На рисунке 3.3 показана схема передачи давлений на стержень заклепки. Хотя давление листа на полуцилиндрическую поверхность заклепки неравномерно (3.3б), в расчетах условно принимают его действие равномерно распределенным по диаметральной плоскости сечения заклепки (3.3в). При этом оно оказывается равным наибольшему сжимающему напряжению смятия в точке поверхности заклепки (3.3б).

Рис. 3.3. Схема передачи давлений на заклепку

В таком случае условие прочности заклепки на смятие примет вид

, (3.4)

где площадь смятия одной заклепки;

- толщина скрепляемых листов (при неодинаковой их толщине в расчете следует принимать наименьшую);

- допускаемое напряжение на смятие. Обычно принимают .

Отсюда необходимое число заклепок

. (3.5)

Условия (3.4) и (3.5) одинаково справедливы как для односрезных, так и для многосрезных заклепок.

Из полученного по формулам (3.3) и (3.5) числа заклепок принимается большее их число.

Проверка прочности скрепляемых листов

После расчета на срез и смятие заклепок необходимо проверить прочность соединяемых листов на растяжение или сжатие. Опасным сечением листа будет сечение, ослабленное наибольшим количеством заклепочных отверстий (рис. 3.4). Если ширина листа , то получим условие прочности листа на растяжение в виде

, (3.6)

где - число отверстий, попадающих в сечение (в нашем случае два);

- фактическая (несущая нагрузку) площадь листа;

- площадь сечения листа, где нет отверстий.

Рис. 3.4. Схема расчета листа на растяжение.

Отсюда можно найти необходимую ширину листа , задавшись его толщиной .

Оборудование, приспособление, инструмент

Испытание производится на машине Instron5969. Для осуществления процесса среза заклепок на машине Instron5969 применяется приспособление (рис. 3.5). В качестве измерительного инструмента используется штангенциркуль.

Рис. 3.5. Схема приспособления к машине Instron5969.

Техника безопасности

1. При проведении опыта студенты должны находиться от испытательной машины на расстоянии, указанном преподавателем

2. Не прикасаться к движущимся конструкциям и токоведущим проводам.

3. Проведение опыта на машине осуществляется лаборантом под руководством преподавателя.

Постановка опыта

Студенты штангенциркулем замеряют диаметры образцов из различных материалов, а также размеры и приспособления и записывают их величины в таблицу 3.1. Затем приспособление с установленным образцом закрепляется в захватах машины и производится нагружение растягивающей силой до полного среза образца. Опыт повторяется для образцов из различных материалов. При этом по шкале силоизмерительного устройства фиксируется сила , при которой происходит срез образца. Зная величину разрушающей нагрузки , площадь сечения образца, из формулы определяется предел прочности на срез.

Напряжения смятия заклепки определяются зависимостью

.

После этого производится определение нормальных напряжений растяжения по формуле

.