КОНЦЕНТРАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ РАБОТЕ СОЕДИНЕНИЯ: В III СТАДИИ

Напряженное состояние около заклепочных отверстий от внешней нагрузки при работе в III стадии возникает от воздействия двух основных силовых факторов: силы, передаваемой с заклепки на стенку отверстия, и силового потока, проходящего через сечение с рассматриваемым отверстием.

Задача о напряженном состоянии около кругового отверстия с равномерно распределенной нагрузкой, приложенной к контуру отверстия в бесконечной пластине, имеет решение в общем виде.

В работе приведено решение в тригонометрических рядах, которое имеет вид: аг радиальные нормальные напряжения; а„ тангенциальные нормальные напряжения; -rtl касательные напряжения; ц равномерная нагрузка по контуру отверстия.

При определении нормальных напряжений в тангенциальном направлении см на кромке отверстия по диаметральному сечению, перпендикулярному оси симметрии действующей нагрузки (6 = 90°; r R), формула (VI.2) имеет вид

При подстановке в (VI.4) qn= f-sin«вторая часть суммы (VI.4) превращается в сходящийся ряд, сумма которого равна Я В итоге получим

где зг, ов, тг9 даны выше, остальные обозначения показаны на VI. 1.

Каждое из приведенных решений имеет свои особенности. По формулам (VI.l) (VI.3) трудно получить точное значение напряжений в произвольной точке пластины, так как точность зависит от количества членов ряда, взятых под знаком суммы. Формулы (VI.6) (VI.8) не дают точного значения напряжений на кромке отверстия при rR, но по ним просто получить значения напряжений для любой произвольной точки пластины. Если принять отношение rR близким к единице, то полученные напряжения можно считать практически равными напряжениям на кромке. Особый интерес представляют тангенциальные нормальные напряжения по контуру отверстия в наиболее напряженных зонах, характер их изменения и влияние на них угла распределения радиальной нагрузки .

Приведенные результаты свидетельствуют о том, что а» на контуре отверстия на дуге, расположенной между точками 13, мало изменяется не только при фиксированном распределении радиальной нагрузки, но и при изменении угла а в широких пределах. Следовательно, напряжения в зоне их максимальной концентрации у кромки отверстия мало зависят от характера передачи усилия с заклепки на стенку отверстия.

Особый интерес представляет задача о напряженном состоянии около кругового отверстия в пластине ограниченных размеров, нагруженного по контуру с эксцентриситетом по толщине пластины. Имеется экспериментальное решение этой задачи применительно к заклепочным соединениям. Исследования выполнены на специальных образцах, конструкция которых показана па VI.4. Образцы представляют собой две пластины толщиной 10 мм. У концов пластин просверлены отверстия: с одного конца диаметром 20 мм, а с другого 23 мм. Расстояние от центра отверстия до конца пластины равняется 2d соответствующих отверстий. Эти пластины с помощью цилиндрических вкладышей соединены с хвостовиками. Вкладыши с небольшим зазором (0,1 мм) входят в отверстия пластин и хвостовиков, образуя шарниры. Для фиксации передачи усилий цилиндрические вкладыши имеют, кольцевые выточки. Испытания производили с двумя типами выточек: обеспечивающих центральное (по толщине пластины) приложение нагрузки (VI.4, а) и эксцентричное со смещением к наружной поверхности пластины (VI.4, б). Напряжения в зонах концентрации (у кромок отверстий с наружных сторон пластины) измеряли малобазными тензометра мн (МБ) на базе 2 мм, а вне зоны концентрации напряжении проволочными датчиками (Д) с базой 10 мм. Для выяснения влияния ширины пластины 6 и диаметра отверстия d на степень концентрации напряжений около отверстия испытаниям подвергали пластины, в которых отношение bd=t изменялось от 2 до 7. На VI.5 показана схема приложения нагрузки при центральном и внецентренном нагружениях пластины по контуру отверстия.