Расчет болтов на одновременное действие нескольких усилий

Расчет болтов на одновременное действие нескольких усилий
Исходные данные:
Нагрузка:
- Изгибающий момент Mx = 35 тс м = 35 / 0,00001 = 3500000 кгс см;
- Поперечная сила на одну стенку сечения Q y = 3 тс = 3 / 0,001 = 3000 кгс;
Физические характеристики:
- Модуль сдвига G = 230000 кгс/см2;
- Модуль упругости E = 710000 кгс/см2;
Расстояния от центра болта (заклепки) до края элемента:
- Расстояние вдоль усилия от края элемента до центра ближайшего отверстия a = 10 см;
- Расстояние поперек усилия от края элемента до центра ближайшего отверстия a2 = 8 см;
Расстояния между болтами:
(Соединение - болтовое; Окаймляющие уголки - отсутствуют; Расположение болтов - Расстояние между
центрами отверстий):
- Расстояние между центрами отверстий болтовых соединений b = 15 см;
Параметры болтового (заклепочного) соединения:
- Наружный диаметр стержня болта d = 3 см;
- Количество расчетных срезов ns = 2 ;
- Наименьшая суммарная толщина элементов St = 50 см;
- Толщина наиболее тонкого наружного элемента в пакете tmin = 20 см;
Количество болтов в полустыке:
- Число вертикальных рядов в полустыке k = 6 ;
- Количество болтов в одном вертикальном ряде в полустыке m = 10 ;
Результаты расчета:
1) Расчет заклепок и болтов на одновременное действие нескольких усилий
Соединение - болтовое.
Число болтов в полустыке:
n = m k =10 · 6 = 60 .
Вид расчета - M, N и Q не равны нулю.
Расположение болтов - рядовое (не шахматное).
Максимальное расстояние между болтами, равноудаленными от нейтральной оси элемента:
hmax = (m -1) b =(10-1) · 15 = 135 см .
Усилие на наиболее загруженный горизонтальный ряд болтов определяется по формуле N 1 =Mx hmax/S
hi 2.
Используем преобразованный вариант этой формулы:
Усилие на наиболее нагруженный горизонтальный ряд болтов:
N1 = (Mx/hmax) 6 (m -1)/(m (m +1)) =
=(3500000/135) · 6 · (10-1)/(10 · (10+1)) = 12727,27272727 кгс .
Максимальное усилие на болт:
Nmax = ; (N1 /k +N/n )2+(Qy/n )2=
=; (12727,27/6+2157,754/60)2+(3000/60)2= 2157,7536173 кгс .
Количество болтов в соединении:
n = n =60 .
Нормальная сила:
N = Nmax =2157,754 кгс .
2) Расчет болтового (заклепочного) соединения при действии продольной силы
Заклепочные или болтовые соединеня, воспринимающие продольные силы, следует расчитывать по
формулам табл. 39
Болт работает - на срез и смятие.
3) Расчетные сопротивления на срез Rbs приведены в таб. 12
Точноcть - повышенная.
Марка алюминия болтов - Амг5п.
Расчетное сопротивление болта срезу принимается по табл. 12 Rbs = 900 кгс/см2 .
Расчетная температура - больше 50 и меньше 100 °С.
4) Расчет температурного коэффициента gt при температуре от 51 до 100°C
Марка алюминия - АД1М.
Температурный коэффициент принимается по табл. 14 gt = 0,85 .
Непрерывное действие нормативной нагрузки - меньше одного года.
5) Продолжение расчета по табл.12
Расчетное сопротивление болта срезу:
Rbs = gt Rbs =0,85 · 900 = 765 кгс/см2 .
6) Продолжение расчета по табл.39
N/(n ns (p d 2)/4)=2157,754/(60 · 2 · (3,14159265 · 32)/4)=2,54383122 кгс/см2 r Rbs=765 кгс/см2
(0,33252696% от предельного значения) - условие выполнено (формула (73); табл.39 ).
Расчетное сопротивление болта смятию принимается по табл. 13 Rbp = 350 кгс/см2 .
a =10 см t 1,5 d =1,5 · 3=4,5 см (222,22222222% от предельного значения) - условие выполнено .
Т.к. a =10 см t 2 d =2 · 3=6 см :
Расчетное сопротивление болта смятию:
Rbp = Rbp =350 кгс/см2 .
7) Расчет температурного коэффициента gt при температуре от 51 до 100°C
Температурный коэффициент принимается по табл. 14 gt = 0,85 .
8) Продолжение расчета по табл.39
Расчетное сопротивление болта смятию:
Rbp = gt Rbp =0,85 · 350 = 297,5 кгс/см2 .
N/(n d St)=2157,754/(60 · 3 · 50)=0,23975044 кгс/см2 r Rbp=297,5 кгс/см2 (0,08058838% от предельного
значения) - условие выполнено (формула (74); табл.39 ).
9) Уточнение требуемого количества болтов
Уточнение требуемого количества болтов
Крепление элементов болтами - без промежуточных прокладок, односторонних накладок и коротышей,
прикрепляемых к полке уголка или швеллера.
Увеличивать количества болтов по п. 11.11 не требуется.
10) Конструктивные требования (табл.45) заклепочных и болтовых соединений
Диаметр болта (заклепки):
dbr = d =3 см .
b =15 см t 3,5 dbr=3,5 · 3=10,5 см (142,85714286% от предельного значения) - условие выполнено .
Окаймляющие уголки - отсутствуют.
b =15 см r 5 dbr=5 · 3=15 см (100% от предельного значения) - условие выполнено .
b =15 см r 10 tmin =10 · 20=200 см (7,5% от предельного значения) - условие выполнено .
a =10 см t 2,5 dbr=2,5 · 3=7,5 см (133,33333333% от предельного значения) - условие выполнено .
Кромки - обрезные.
a2 =8 см t 2,5 dbr=2,5 · 3=7,5 см (106,66666667% от предельного значения) - условие выполнено .
a =10 см r 6 dbr=6 · 3=18 см (55,55555556% от предельного значения) - условие выполнено .
a2 =8 см r 6 dbr=6 · 3=18 см (44,44444444% от предельного значения) - условие выполнено .