Основные допущения
– существует только один ВСФ – поперечная сила;
– касательные напряжения распределены равномерно по сечению;
– если соединение осуществляется несколькими одинаковыми деталями, то считается, что се они нагружены одинаково.
1) Заклепочные соединения имеют ограниченное применение только в тяжелых большепролетных конструкциях, подвергающихся динамическим воздействиям (использование сварки нежелательно из-за возникновения значительных температурных напряжений).
1 – закладная головка;
2 – замыкающая головка (образуется после расклепки свободного конца стержневой заготовки);
За расчетный диаметр принимают диаметр отверстия, а не стержня заготовки.
2. Болтовые соединения широко используются на монтаже, особенно промышленных объектов.
1 – цилиндрический стержень с винтовой нарезкой на одном конце и головкой 2 на другом конце;
3 – шайба;
4 – гайка.
На нарезную часть надевают шайбу и завинчивают гайку.
В зависимости от ориентации соединения по отношению к направлению усилия заклепки и обычные болты работают на срез или растяжение (отрыв головок).
Действительная работа заклепочных и болтовых соединений имеет сложный характер, поэтому их расчет является условным.
Основное предположение: несущая способность соединения пропорциональна количеству поставленных заклепок (болтов), а усилие, возникающее в соединении, распространяется между всеми заклепками (болтами) поровну.
На рисунке показана одиночная заклепка, соединяющая 2 листа - односрезная заклепка. За момент выхода из строя соединения принято считать состояние текучести в сечениях среза заклепки. Как правило, в этом случае наблюдается значительный сдвиг соединяемых листов.
|
|
предельная сила, которую может выдержать одна заклепка по условию среза. В общем случае
суммарная площадь сечений, по которым срезается одна заклепка (болт);
N – расчетная продольная сила в соединяемых элементах;
n – общее число заклепок (болтов);
– число плоскостей среза одной заклепки (болта).
При подсчете общего числа заклепок (болтов) учитывается полное число заклепок (болтов) в нахлесточных соединениях или число заклепок (болтов), расположенных по одну сторону стыка с накладками.
а) нахлесточное соединение;
б) заклепки расположены по разным сторонам стыка с накладками.
Пример расчета. (Сопротивление материалов. А. М. Михайлов, с. 174) Рассчитать заклепочное соединение растянутых полос сечением 
Расчетное усилие N = 105 кН. Материал – алюминиевый сплав с расчетным сопротивлением растяжению R =125 МПа, смятию 
=200 МПа. Заклепки выполнены из сплава с расчетным сопротивлением срезу 
и поставлены в отверстия диаметром 
Условия работы нормальные.
Решение. Определение числа заклепок. При взаимном сдвиге соединяемых полос заклепки могут срезаться по одной плоскости, т. е. они являются односрезными. Согласно условию прочности
Из условия прочности на смятие найдем
Решающее значение имеет расчет на срез. Т.к. полосы соединены внахлестку, то возникает неучитываемый момент 
. В подобных случаях в соответствии с нормативными документами следует увеличить число заклепок (болтов) на 10% сверх расчетного: 
Округляя, примем 
Разместим заклепки в 3 ряда (см. условие, нижний рисунок), назначив
|
|
Проверка прочности полос на разрыв по ослабленным сечениям. Т. к. число заклепок во всех рядах одинаковое (k =3), каждый ряд на основании допущения о равномерной работе заклепок воспринимает треть нагрузки. Поэтому наиболее опасны сечения 1-1 и 3-3, где продольное усилие максимально.
Тогда
Прочность обеспечена.