Многорядное срезное соединение деталей Советский патент 1989 года по МПК F16B5/02 

Я:

Рг

СлЭ ГО

Изобретение относится к машиностроению, к высокоресурсным много- рядным срезным соединениям.

Цель изобретения - повышение уста лостной долговечности соединения.

На фиг. 1 показана конструкция многорядного срезного соединения; на фиг.2 - то же, вид в плане; на фиг.З - фрагмент соединения и гео- метрические параметры соединения возле крайнего ряда крепежных элементов

Соединение деталей состоит из соединяемых листов 1, 2 и нескольких рядов крепежных элементов (например, заклепок) 3. Местом вероятного усталостного разрушения является сечение по крайним рядам крепежных элементов А-А и Б-Б. Причем лист 1 разрушается по сечению А-А и крепежные элементы в этом сечении считают (относительно действующей на лист нагрузки Р.) пер выми для листа 1 и последними для листа 2. Лист 2 разрушается по сечению Б-Б и крепежные элементы в этом сечении считаем первыми для листа 2 и последними для листа 1. Усталостная долговечность соединения во многом определяется загруженностью крепежных элементов по опасным сечениям

Характер распределения нагрузки по рядам крепежных элементов зависит от механических характеристик матери ала соединяемых листов и крепежных элементов, геометрии соединения и податливости крепежных элементов. Целесообразно для уменьшения нагрузки на крепежные элементы увеличивать их податливость. Податливость крепежного элемента складйтается из дефор- наций взаимного обмятия листа и крепежного элемента, деформаций изгиба и сдвига крепежного элемента.

При расположении крепежного элемента вблизи свободного торца (края) пластины к дополнительным деформациям, увеличивающим податливость крепежной связи, следует отнести деформации прогиба тонкостенной перемычки между торцом (краем) листа и образующей отверстия под крепежный элемент. Традиционно под величиной перемьтки понимают расстояние С между осью отверстия и торцом листа. Фактическая величина С „ перемычки С р С - R р, где R ИР рэдиус крепежного элемента Для известных соединений Ср 3R,p, Для достижения максимального эффекта необходимо вьшолнять величину С р

минимальной. Наименьшая допустимая величина Ср определяется условием прочности перемычки на срез по плоскостям ОВ и о В (фиг,3). Наибольшая нагрузка на крепежный элемент определяется условием прочности листа на смятие (при правильном проектировании соединения),

PC РСР Рр РСМ, .

где PC - нагрузка на соединение;

РСР суммарное усилие среза всех

крепежных элементов; Рр - разрушающее усилие на разрыв листа;

Р. - суммарные усилия, разрушаю- ем

щие лист на смятие по стенкам отверстий,

В самолетостроении допустимо в зависимости от посадки крепежного элемента в отверстие за разрушающие напряжения смятия принимать величину

сш ,1 c g, где предел прочности материала листа. Тогда условие прочности на срез перемычек имеет вид

2AR кр+ Cp)g ZRKp.c/ 6см , (1)

где (f - толщина листа;

ilg- касательное напряжение, Учитьшая, что i j 0,65 (Tj , а S - 1-1,1 «fg , получаем

Срмии 0.5 0,69R,p 0,27 - 0,35d

(2)

Максимальный целесообразный размер С р перемычки определяется диаметром Dp опорной поверхности головок крепежного элемента Для крепежных элементов характерно Dp 1,5 - 2А, где к.р диаметр крепежного элемента, Поэтому

р мвкс

Dr- d 2

0,25-0,5d,p.(3)

Расположение отверстия вблизи торца листа приводит к увеличению концентрации напряжений на кромке отверстия, но этого не следует опасать ся, так как лист по этому сечению не разрушается (оно последнего ряда). Наоборот, расположение крепежного элемента вблизи торца увеличивает его податливость, уменьшается нагрузка на крепежный элемент,уменьшаются напряжения смятия по стенке отверстия, а так как отверстие является первым для разрушаемого листа, то

это приводит к увеличению усталост ной долговечности.

Изобретение целесообразно для изготовления многорядных (число рядов более трех) тонколистовых соединений самолетных конструкций. Для этих соединений характерно применение: листов из Д16Т, В95, болтов из ЗОХГСА и заклепок из В65. Причем для болтовых соединений рекомендуют большее значение величины перемычки из указанного диапазона, так как в этих соединениях обминается лист и характерно наличие большой осевой стяжки пакета (поэтому необходима опорная поверхность),а для заклепоч

ных соединений следует принимять наименьшую величину перемычки, Формулаиз обретения

Многорядное срезное соединение деталей, содержащее установленные в отверстиях соединяемых деталей ряды крепежных элементов, о т л и ч а- ю ш и е с я тем, что, с целью повышения усталостной долговечности соединения, минимальное расстояние между торцовой поверхностью соединяемой детали и ближайшим участком стенки последнего относительно точки приложения нагрузки отверстия под крепе кный элемент равно 0,3-0,5 диаметра крепежного элемента.

Изобретение относится к машиностроению, к высокоресурсным многорядным срезным соединениям деталей. Цель изобретения - повышение усталостной долговечности соединения. Соединение содержит установленные в отверстиях соединяемых деталей 1 и 2 ряды крепежных элементов 3. Расстояние между краем соединяемой детали и краем последнего относительно точки приложения нагрузки Рс, отверстия под крепежный элемент равно 0,3-0,5 диаметра крепежного элемента. 3 ил.

.

Фиг.2