Материал: Механика. Учебное пособие. Рукин Ю.Б., Нилов В.А

Принимаем z2 = 4. Допустимость этого выбора подтверждается тем, что в этом случае перенапряжение в материале не превышает 5%.

Проверяем материал заклепки и уголка на смятие:

Т.к. см < [ ]см – условие прочности выполнено.

Пример 2

Определить высоту косынки H, а также число и диаметр заклепок, соединяющих косынку со швеллер-

ной балкой, № 24а (рис. 9.2). Р = 150 кН; ℓ = 500 мм; b =

10 мм, С = 180 мм. Материал косынки, швеллера и заклепок сталь Ст.3. [σ]Р = 160 МПа; [σ]СМ = 320 МПа;

[τ]ср = 140 МПа.

Рис. 9.2 Заклепочное соединение

Решение

Из условия точности косынки на изгиб

129

Учитывая ослабление поперечного сечения деталей отверстиями под заклепки, определим потребный момент сопротивления

W

W P

где φ – коэффициент прочности шва; выбирается в пределах 0,6 0,85; принимаем φ = 0,75 [l, §17].

Определяем высоту Н косынки

По сортаменту ГОСТ 8240-72 для швеллера №24а выбираем высоту h = 240 мм, толщину стенки δ = 5,6 мм.

По конструктивным соотношениям [1, табл.9] выбираем число заклепок, их диаметр d и шаг t:

D = 2 · δ = 2 · 5,6 = 11,2 мм,

принимаем d = 12 мм; t = 4·d = 4·12 = 48мм.

Заклепочный шов двухрядный, в каждом вертикальном ряду располагаем z' заклепок:

принимаем z' = 13 , всего заклепок z' = 26.

Проверяем принятое заклепочное соединение на прочность. Расчет проводим для наиболее нагруженных заклепок,

130

которые находятся на максимальном расстоянии от нейтрального слоя.

Заклепки воспринимают поперечную силу Q = Р и изгибающий момент Мmax. Нагрузка в наиболее нагруженной заклепке от поперечной силы

от изгибающего момента [1, §17]

где m – число вертикальных рядов заклепок;

ℓ1 – расстояния заклепок от нейтрального стоя (рис.3.).

ℓ6 = t = 48 мм;

ℓ5 = 2 t = 2·48 = 96 мм;

ℓ4 = 144 мм; ℓ3 = 192 мм; ℓ2 = 240 мм; ℓ1 = 288 мм.

Рис. 9.3 Схема расположения заклепок

131

Суммарная сила на наиболее нагруженную заклепку

Напряжения среза в заклепке

ср > [ ]ср – заклепка оказалась перегруженной, поэтому необходимо увеличить диаметр и число заклепок. Принимаем диаметр заклепок d = 14 мм; число заклепок в вертикальном ряду z= 14; всего заклепок z = 28; шаг заклепок t = 4 d = 4·14 =

56 мм; при этом ℓ1 = 364 мм, ℓ2 = 308 мм, ℓ3 = 252 мм, ℓ5 = 140

мм, ℓ6 = 84 мм, ℓ7 = 28 мм.

Тогда нагрузка в наиболее нагруженной заклепке от поперечной силы

Т.е. СР СР .

Проверяем соединение по напряжениям смятия

132

Ввиду увеличения диаметра и числа заклепок пересчитаем размер высоты косынки

Н= t · z+ t = 56 · 14+56 = 840 мм.

10.СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Проектируемые сварные соединения должны отвечать условию равнопрочности сварного шва и соединяемых деталей. В соответствии с этим требованием для того или иного вида соединения выбирают соответствующий тип шва. Если соединение осуществляется несколькими швами, то их располагают так, чтобы они были равномерно нагружены.

Допускаемые напряжения сварных швов выбирают в зависимости от вида сварки, применяемых электродов и допускаемых напряжений на растяжение материала соединяемых деталей (табл. 1).