Заклепочные соединения (2.2.1). Расчет единичной заклепки. (Рис)

Расчет единичной заклепки (Рис.2.23.А). Методику расчета заклепочного соединения рассмотрим на примере изолированной заклепки.

Основной вид нагружения заклепочного соединения – силами и моментами, действующими в плоскости соединяемых деталей. Предположим, что внешняя сдвигающая сила Fs, приложенная к заклепочному соединению, действует в плоскости соединяемых листов и проходит через центр тяжести поперечного сечения заклепки. Разрушение соединения оказывается возможным в зоне действия наибольших касательных напряжений. По характеру разрушения этот случай не отличается от случая расчета винтов, установленных в отверстие без зазора.

Основной причиной разрушения заклепки является ее срез, вызванный высоким уровнем касательных напряжений דs. Условие статической прочности или условие прочности на сопротивление сдвигу  записывается в виде:

ד_s=F_s /А = 4 F_s / π d² ≤ ד_аs                                            (1)

А – площадь сечения заклепки, ד_аs – допускаемое касательное напряжение при сдвиге.

Из условия прочности на срез (1) можно определить диаметр d заклепки:

d ≥ √ (4 F_s / π ד_аs )                                                 (2)

Для соединения с двумя накладками срез может происходить по двум поверхностям. В таком случае при выполнении проектировочного расчета предполагается, что внешняя сила распределяется по поверхностям среза равномерно.

Допускаемое касательное напряжение при сдвиге דаs при расчете статической прочности рекомендуется определять из соотношения

ד_аs = 0.2 σ_в                                                (3)

где σ_в – Значение предела прочности материала заклепки.

Кроме того, соединения малой толщины, следует проверить на отсутствие пластических деформаций в контакте от действия нормального давления на цилиндрической поверхности заклепки, т.е. на смятие. По аналогии с болтовыми соединениями, установленными без зазора, условие прочности заклепочного соединения на смятие имеет вид:

σ_с= F_s / δ d ≤ σ_ас                                                 (4)

где δ – Минимальная толщина листа соединения.

Рекомендуемое значение допускаемого напряжения смятия при расчете статической прочности равно:

σ_ас=(0.4÷0.5) σ_в                                            (5)

где σ_в – наименьшее значение предела прочности по отношению ко всем находящимся в контакте деталям.

В тех случаях, когда количество заклепок велико и отверстия под заклепками сильно ослабляют соединяемые листы, необходимо выполнить расчет прочности этих листов.

Диаметры и длины заклепок стандартизированы и выбираются из нормального ряда чисел.

В том случае, если заклепки работают в условиях действия переменных сил, расчет прочности на срез выполняется аналогично рассмотренному выше (смотри формулу 2), а переменный характер нагружения учитывается умножением допускаемых напряжений ד_аs на коэффициент γ (γ ≤ 1).

d ≥ √ (4 F_s / π ד_аs γ)                                                (6)

Расчет группового заклепочного соединения полностью аналогичен расчету группы винтов.

Друзья! Приглашаем вас к обсуждению. Если у вас есть своё мнение, напишите нам в комментарии.