Міцність елементів заклепкового з‘єднання

Рис. 1.6. Розрахункова схема заклепкового з‘єднання

При клепанні заклепкових швів між з'єднуваними деталями виникають сили тертя, що утримують останні від зсуву. Однак визначення цих сил тертя утруднюється великим числом факторів, які важко врахувати. Тому при роз­рахунку заклепкових швів приймають наступні допущення: навантаження роз­поділяється рівномірно між заклепками; сили тертя між з'єднуваними елемен­тами відсутні.

Розглянемо заклепковий шов, що складається із z заклепок, на який діє сила F.

Навантаження, що припадає на ділянку шва шириною р, рівною кроку шва (рис. 1.6):

. (1.1)

Розглянемо можливість руйну­ван­ня шва і запишемо умови міцності:

– на зріз стержня заклепки в площині з'єднуваних деталей

, (1.2)

де – допустиме напруження на зріз для заклепок;

– на зминання між заклепкою і листом

, (1.3)

де – допустиме напруження на зминання між заклепками і листами;

– на розтяг листа по перерізу 1–1

, (1.4)

де – допустиме напруження на розтяг для матеріалу з‘єднуваних листів;

– на зріз листа по перерізу 2–2 з припущенням, що зріз відбувається по довжині

, (1.5)
де – допустиме напруження на зріз для матеріалу листів.

Визначимо співвідношення між параметрами заклепкового шва, виходячи з його рівноміцності перерахованим видам можливих руйнувань.

Із рівнянь (1.2) та (1.3) при =1,6 виходить, що ; із рівнянь (1.2) та (1.4) – при = і одержимо ; із рівнянь (1.2) та (1.5) – при =0,8 і видно, що .

На практиці для однорядного шва приймають: , , . Аналогічно отримують співвідношення для визначення для інших типів міцних заклепкових швів.

Відношення напружень в неослабленому отворами перерізі 3-3 (рис. 1.6) до напруження в перерізі 1-1, ослабленому отворами, називають коефіцієнтом міцності заклепкового шва:

. (1.6)

Коефіцієнт міцності заклепкового шва характеризує міру ослаблення з‘єднуваних елементів отворами під заклепки. Для однорядного однозрізного шва при , тобто зменшення міцності з‘єднуваних деталей складає в цьому випадку 33%; при .

Збільшення коефіцієнта міцності шва може бути досягнуте застосуванням заклепкових швів інших конструкцій, а також збільшенням площі перерізу тієї області, яка ослаблена отворами під заклепки.