Многорядное соединение деталей Советский патент 1991 года по МПК F16B5/02 

Изобретение относится к самолетостроению и может быть использовано в многорядных срезных болтовых и заклепочных соединениях.

Цель изобретения - повышение срока службы соединения путем повышения его усталостной долговечности.

На фиг. 1 изображена конструкция пя- тирядного односрезного заклепочного соединения листовых деталей, вид сбоку; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг, 3 - фрагмент конструкции соединения в зоне установки крайнего ряда крепежных элементов, продольное сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 3,

Многорядное соединение деталей содержит листовые детали 1, 2 и крепежные элементы 3, установленные в отверстиях соединяемых деталей. За последним рядом крепежных элементов 3 относительно направления прилагаемой на деталь нагрузки выполнена сквозная овальная выборка 4 перпендикулярно торцу детали, образующая перемычку 5 с отверстием под крепежный элемент 3, причем толщина перемычки составляет (0,1-0,15)dKp, где dKp - диаметр крайнего крепежного элемента.

Очевидно, что чем меньше толщина перемычки Сп, тем больше податливость крепежной связи за счет дополнительного прогиба перемычки под действием нагрузки на крепежный элемент РКр.

Определяют рациональную толщину перемычки между стенкой отверстия под крепежный элемент и краем выборки по условию статической прочности перемычки. Пусть нагрузка с крепежного отверстия на стенку отверстия передается по параболическому закону

qE C(R2KP - х2),(1)

где С - неизвестная постоянная;

RKP - радиус крепежного элемента.

Постоянную С определяют из условия

со

о о

ел чэ о

PC(R2KP-x2)dx PKP.

(2)

где Ркр - величина нагрузки на крепежный элемент.

Принимают нагрузку на крепежный элемент по условию статической прочности на смятие соединяемой листовой детали

Ркр 2Ркр а.1,Зоь(3)

где а -толщина соединяемой листовой детали с выборкой;

оь предел прочности соединяемой листовой детали.

Тогда, из условия (2) с учетом (3) имеют

С- |РАР- 2,6RKp-(7-ob

Или

п - 3 (RgP-x2)p

Ч Р ТрЗL Ркр .

Ккр

Условие прочности на срез перемычки по сечениям Ei-Ea и И1-И2:

(4) (5)

20 (2RKp + Сп) Гь Ркр 2RKp 0 1,3 Оь, (6)

где тъ- 0,6 оь - предел прочности соединяемых листов на срез. Из условия (6) получают

Cn-(0,1...0,15)RKp,(7)

или

Г - П -

v-n -

р- (0,1...0,15),

Ккр

т.е. при сохранении традиционной для самолетостроения перемычки между краем листовой детали и осью крайнего ряда отверстия, равной Ср 1,5-2,OdKp, разработанное решение позволяет значительно уменьшить толщину нагруженной перемычки в три раза.

Изобретение позволит в 4-6 раз повысить податливость крепежной связи при сохранении практически неизменным коэффициента концентрации напряжений на контуре нагруженного отверстия, так как

15

концентрация напряжений в точках Ei и И ч практически равна базовым концентрациям напряжений при перемычках 1,5-2,0 диаметра крепежного элемента. 5Радиус скругления выборки листа RB целесообразно выполнить равным радиусу крепежного элемента, так как увеличение радиуса RB Ркр повышается концентрация .напряжений на контуре отверстия под кре10 пежный элемент (уменьшается расстояние до торца листа), а при RB RKP уменьшается эффективная длина перемычки, что приводит к снижению эффективности от использования изобретения.

Разработанное техническое решение применимо для многорядных болтовых и заклепочных соединений листовых Деталей. Технологически выборку можно делать фрезерованием, либо высверливанием с после20 дующей слесарной доработкой.

При использовании изобретения повышается усталостная долговечность соединяемых листов в 1.2-1,4 раза. Что повысит ресурс соединения на 5-8% либо снизит его

25 вес.

Формула изобретения Многорядное соединение деталей, содержащее крепежные элементы, установленные в отверстиях соединяемых деталей,

30 отличающееся тем, что, с целью повышения срока службы соединения путем повышения его усталостной долговечности, за последним рядом крепежных элементов относительно направления прилагаемой на

35 деталь нагрузки выполнена сквозная овальная выборка перпендикулярно торцу детали, образующая перемычку с поверхностью отверстия под крепежный элемент, причем минимальная толщина перемычки составля40 ет (0,1-0,15), где dKp - диаметр крайнего крепежного элемента.

Изобретение относится к самолетостроению и может быть использовано при изготовлении многорядных средних болтовых и заклепочных соединений тонколистовых деталей. Цель изобретения - повышение срока службы соединения путем повышения его усталостной долговечности. Многорядное соединение деталей состоит из соединяемых деталей и нескольких рядов крепежных элементов. За последним рядом крепежных элементов относительно направления действующей на лист нагрузки выполнена овальная сквозная выборка перпендикулярно торцу детали, образующая перемычку с отверстием под крепежный элемент, причем толщина перемычки составляет (0,1-0,15) икр. где dKp -диаметр крайнего крепежного элемента. Изобретение позволяет в 4-6 раз повысить податливость крепежной связи. 4 ил.

6-Б

Л

V

В

Фиг.З

Фиг. 2

8- В

ФигА