|
|
Примеры деталей, работающих на сдвиг (срез) и смятие1. Ось (рис. 23.5). В случае, если толщина детали 2 меньше, Асм = dδ; 3.
Шпонки (рис. 23.7) работают на срез и смятие, но рассчитываются только на смятие. Ас = bl; A см = lt; где l — длина шпонки; t — высота выступающей части; b — ширина шпонки.
4. Заклепка односрезная (рис. 23.8), двухсрезная (рис. 23.9).
5. Сварное соединение (рис. 23.10).
Угловой шов разрушается под углом 45° к плоскости разъема в результате среза. К — катет углового шва, подбирается по толщине свариваемого листа. Двухсторонний шов:
ЛЕКЦИЯ 24 Тема 2.3. Практические расчеты на срез и смятие Знать условия прочности при срезе и смятии. Уметь проводить расчеты на срез и смятие. Примеры решения задач
Пример 1. Определить потребное количество заклепок для передачи внешней нагрузки 120 кН. Заклепки расположить в один ряд. Проверить прочность соединяемых листов. Известно: [ σ ] = 160 МПа; [σсм] = 300 МПа; [ τ с] = 100 МПа; диаметр заклепок 16 мм. Решение 1. Определить количество заклепок из расчета на сдвиг (рис. 24.1). Условие прочности на сдвиг:
z — количество заклепок.
Откуда
Таким образом, необходимо 6 заклепок.
2. Определить количество заклепок из расчета на смятие. Условие прочности на смятие:
Таким образом, необходимо 4 заклепки.
Для обеспечения прочности на сдвиг (срез) и смятие необходимо 6 заклепок. Для удобства установки заклепок расстояние между ними и от края листа регламентируется. Шаг в ряду (расстояние между центрами) заклепок 3d; расстояние до края 1,5d. Следовательно, для расположения шести заклепок диаметром 16 мм необходима ширина листа 288мм. Округляем величину до 300мм (b = 300мм).
3. Проверим прочность листов на растяжение. Проверяем тонкий лист. Отверстия под заклепки ослабляют сечение, рассчитываем площадь листа в месте, ослабленном отверстиями (рис. 24.2):
73,53 МПа < 160 МПа. Следовательно, прочность листа обеспечена. Пример 2. Проверить прочность заклепочного соединения на срез и смятие. Нагрузка на соединение 60 кН, [ τ с] = 100 МПа; [ σ см] = 240 МПа. Решение 1.
Соединение двухсрезными заклепками последовательно воспринимается тремя заклепками в левом ряду, а затем тремя заклепками в правом ряду (рис. 24.3).
Площадь сдвига каждой заклепки Ас = 2π r 2. Площадь смятия боковой поверхности A см = dδ min. 2. Проверим прочность соединения на сдвиг (срез). Q = F/z — поперечная сила в поперечном сечении заклепки:
Прочность на сдвиг обеспечена. 3. Проверим прочность соединения на смятие:
Прочность заклепочного соединения обеспечена. Пример 3. Определить требуемый диаметр заклепки в нахлесточном соединении, если передающаяся сила Решение
Определяем диаметр заклепок. Из условия прочности на срез по сечению аb, учитывая, что заклепки односрезные (т = 1), получаем
откуда
Принимаем d = 20 мм. Из условия прочности соединения на смятие
получаем
Принимаем большее из найденных значений d = 20 мм.
Пример 4. Определить необходимое количество заклепок диаметром d = 20 мм для нахлесточного соединения двух листов толщиной δ1 = 10 мм и δ2 = 12 мм. Сила Q, растягивающая соединение, равна 290 кН. Допускаемые напряжения: на срез [т| = 140 Н/мма, на смятие [σсм] = 300 Н/мм2. Решение Из условия прочности на срез необходимое число заклепок при т = 1
Напряжения смятия будут наибольшими между заклепками и более тонким листом, поэтому в условие прочности на смятие подставляем δ min = 6, и находим
В соединении необходимо поставить 7 заклепок, требуемых по условию прочности на срез.
Решение
В рассматриваемом соединении заклепки работают как двухсрезные т = 2, т. е. каждая заклепка испытывает деформацию среза по двум поперечным сечениям (рис. 2.26). Из условия прочности на срез
Из условия прочности на смятие, учитывая, что минимальная площадь смятия соответствует δ min = δ1 < 2δ2, получаем
Принимаем п = 8. В данном случае требуемое количество заклепок из условия прочности на смятие оказалось большим, чем из условия прочности на срез. Проверяем прочность листа в сечении I — I
Таким образом, расчетное напряжение в листе меньше допускаемого.
Пример 6. Зубчатое колесо скреплено с барабаном грузоподъемной машины шестью болтами диаметром d = 18 мм, поставленными без зазоров в отверстия. Центры болтов расположены по окружности диаметром D = 600 мм (рис. 2.27). Определить из условия прочности болтов на срез величину допускаемого момента, который может быть передан через зубчатое колесо барабану. Допускаемое напряжение для болтов на срез
Решение
Момент, который может передать болтовое соединение колеса с барабаном по рис. 2.27, определится из формулы
где п — число болтов, для нашего случая п = 6; [Q] — допускаемое по условию прочности на срез усилие, передаваемое одним болтом; 0,5D — плечо усилия, передаваемого болтом относительно оси вращения вала. Вычислим допускаемое усилие, которое может передать болт по условию прочности на срез
Подставив значение [ Q ] в формулу для момента, найдем
Пример 7. Проверить прочность сварного соединения угловыми швами с накладкой. Действующая нагрузка 60 кН, допускаемое напряжение металла шва на сдвиг 80 МПа. Решение 1. Нагрузка передается последовательно через два шва слева, а далее — два шва справа (рис. 24.4). Разрушение угловых швов происходит по площадкам, расположенным под углом 45° к поверхности соединяемых листов. 2. Проверим прочность сварного соединения на срез. Двухсторонний угловой шов можно рассчитать по формуле
где
Следовательно,
59,5 МПа < 80МПа. Расчетное напряжение меньше допускаемого, прочность обеспечена.
  Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...  Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...  ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...  Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
Условие прочности на растяжение:
Q = 120 кН, толщина листов δ = 10 мм. Допускаемые напряжения на срез [ τ ] = 100 H/мм2, на смятие [σсм] = 200 Н/мм2 (рис. 2.25). Число заклепок в соединении п = 4 (два ряда по две заклепки в каждом).
Пример 5. Два листа с поперечными размерами δ1 = 14 мм, b = 280 мм соединены двусторонними накладками толщиной каждая δ2 = 8 мм (рис. 2.26). Соединение передает растягивающее усилие Q = 520 кН. Определить число заклепок диаметром d = 20 мм, которое необходимо поставить с каждой стороны стыка. Проверить также прочность листа по опасному сечению, учитывая, что заклепки поставлены по две в ряд (к = 2, рис. 2.26). Допускаемое напряжение на срез заклепок [ τ ] = 140Н/мма, на смятие [σсм] = 250 H/мм2, на растяжение листов [ σ ] = 160 Н/мм2.
Ас — расчетная площадь среза шва; К — катет шва, равен толщине накладки; b — длина шва.
