Пример расчета стыкового соединения

 

Рассмотрим варианты конструкции перестыковки стрингера несимметричного сечения накладкой (вариант 1, заклепочный) и с помощью фитинга (вариант 2, болтовой).

Вариант 1.

Задано: стрингер № 410025, материал стрингера Д16Т, площадь сечения F =5 2 мм², толщина δ = 1,5 мм, σ_в = 420 МПа (см. приложение Л).

Эскиз возможной конструкции аналогичен показанному на рис. 7.2 (отличие: в данном варианте задан стрингер треугольного профи­ля, заклепки на который можно ставить только в один ряд).

Решение:

1. Определяем усилие, действующее на стрингер при растяжении:

 

                             (7.11)

   

2. Определяем необходимое количество заклепок.

Задаемся количеством заклепок п. Пусть п = 5, тогда

 

= 4368 Н                                 (7.12)

сила среза, приходящаяся на одну заклепку. Принимаем диаметр заклепок d ₃ = 5 мм. Раз­рушающая нагрузка на срез  = 5300 Н (материал заклепки Д19, см. приложение А).

3. Проверяем прочность полки стрингера на смятие по формуле (7.4):

 

Допустимое значение 630 МПа.

Запас прочности по смятию листа составляет

 

η = .

 

4.  Проверяем прочность перемычки на срез по формуле (7.5):

Запас прочности по срезу перемычки составляет

 

Η = .

 

5. Определяем размер накладки.

Принимаем: материал накладки Д16Т, δ = 1,5 мм, шаг зак­лепок t  = = 15 мм.

Проверку накладки на смятие и срез перемычки в сечении А−А не проводим, так как толщина и материал накладки те же, что у стрингера.

Из условия расстановки заклепок и необходимой прочности в сечениях А−А и В−В на разрыв, определяем размеры накладки ( рис. 7.6).

Минимальную ширину накладки b_min в сечении А−А определя­ем  из  условия  разрыва  от  действия  силы  на  одну  заклепку  Р₃ = = 4368 Н, используя формулу (7.7):

 

где k = 1,15 − коэффициент концентрации напряжений.

 

Принимаем размер сечения b _АА накладки равным ширине стрингера, то есть 18 мм.

Аналогично рассчитываем сечение В−В.

Суммарная сила,  передаваемая всеми  заклепками,  равна  Р_стр =

 = 21840 Н, тогда ширина накладки в сечении А−А:

 

 

6. Определяем длину заклепки.

Толщина пакета S = 4,5 мм, d ₃ - 5 мм, поэтому выбираем длину заклепки из нормали, равную 11 мм (см. приложение А).

7. Выполняем сборочный чертеж (эскиз) соединения с накладкой (рис. 7. 6).

 

Рис. 7.6. Сборочный чертеж (эскиз) соединения с накладкой

Вариант 2.

Задано: для перестыковки взят стрингер уголкового сечения № 410081 (см. приложение Л), В = 30 мм, Н = 30 мм, S =3 мм, , = 3 мм, ма­териал стрингера Д16Т, σ_в = 420 МПа, F _сеч = 172 мм². Максималь­ная нагрузка на стрингер Р_стр = σ_в · Р_стр = 72240 Н.

Эскиз варианта перестыковки стрингера через нервюру приве­ден на рисунке 7.3 (отличие: в данном варианте задан стрингер треу­гольного профиля, заклепки на который можно ставить только в один ряд).

Решение:

1. Определяем количество болтов, соединяющих стрингер с фи­тингом. Минимальное число болтов определяем из условия смятия стрингера (δ = 3 мм), для чего задаемся диаметром болтов d ₆ = 6 мм, разрушающая нагрузка на срез болта 19300 Н. Допускаемая нагруз­ка на смятие стрингера:

 = 7560 Н,

 

тогда количество болтов

 

n_{б min}

Принимаем число болтов п = 10, нагрузка на болт составит 72240 : 10 = 7224 Н.

Поскольку ставить такое число болтов в один ряд вдоль стрин­гера недопустимо, присоединяем к стрингеру два фитинга (рис. 7.7). В этом случае четыре двухсрезных болта соединяют стенку стринге­ра и фитингов, а пять односрезных болтов крепят пояс стрингера к поясу одного из фитингов. При этом каждый из фитингов при­нимает половину нагрузки. Число срезов болтов  = 13. Действующая на

грузка на срез болта 72240 : 13 = 5556 Н.

Запас прочности болтов по срезу

 

.

        

Запас прочности на смятие стрингера

 

.

 

Излишний запас прочности оставляем вследствие возможной неравномернос­ти нагружения болтов из-за несимметричности передачи силы от стрингера к фитингам.

Толщину фитинга из материала Д16Т, крепящегося болтами d ₆ = 6 мм, из условий смятия принимаем не менее толщины стрин­гера, то есть δ = 3 мм.

2. Прочность фитинга на разрыв и срез не проверяем, так как сечение одного фитинга примерно равно сечению стрингера, но таких сечений, воспринимающих силу Р_стр, стало два.

3. Определяем длину болтов L_б, работающих на срез.

Общая толщина пакета S_пак = 6,5 мм, d ₆ = 5 мм. Выбираем од­носрезные болты с потайной головкой и двухсрезные с шести­гранной, гайка низкая Н = 4,5 мм, шайба 1,5 мм, тогда по норма­ли (см. приложение А) определяем L_б  = 14 мм.

4. Выбираем болты, соединяющие фитинг с нервюрой.

Болты  работают  на  растяжение,   материал  болтов  ЗОХГСА,

σ_в = 1100 МПа. Количество болтов n _б = 2, тогда Р_б = 32760 Н, при­нимаем d₆ = 8 мм, Р_разр = 37300 даН. Запас прочности на разрыв составит

 

.

5. Проводим расчет толщины подошвы фитинга.

Подошва фитинга (рис. 7.4 и 7.5) работает, в основном, на изгиб (напряжениями сдвига за их малостью можно пренебречь), тогда по формуле (7.10) определяем минимальную толщину подошвы, приняв значения: длина возможной линии излома подошвы l = 49 мм (рис. 7.4), размер  R = 1,15·S = 15 мм (размер под ключ S = 14 мм)

 

.

 

Отсюда минимальная толщина подошвы δ_П = 13 мм.

6. Определяем длину болтов крепления фитинга.

Болты стягивают пакет общей толщиной S_пак = 28,5 мм (2-е по­дошвы,   толщина   профиля   и   стенка   нервюры),   диаметр  болтов

d ₆ = 8 мм, тогда L _б = 38 мм, болты ставятся по свободной посадке (квалитет 11).

Обозначения элементов крепежа (см. приложение А, Б, В):

 

Болт d _б  − 8 мм, обозначение: (2)-8-38-Кд-ОСТ 1 31132.

Гайка высокая, Н = 9 мм, обозначение: 8-Кд-ОСТ 1 33018.  

Шайба δ = 1 мм, обозначение: 1-8-16-Ан.Окс.-ОСТ 1 34509.

 

7. Выполняем чертеж (эскиз) конструкции соединения с фитингом (рис. 7.7).

 

 

Рис. 7.7. Сборочный чертеж (эскиз) соединения с фитингом

---

Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 1069; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!