Рдраст, Рост, Рдзат

Рис. 458. График для расчета стижиых соединений

Рис. 459. Упругие элементы

следующим признаком: если приложение Рраб вызывает в упругом элементе изменение нагрузки в ту же сторону, что и в болтах, то этот элемент относится к системе болтов. Элементы, у которых приложение Рраб вызывает изменение нагрузки в ту же сторону, что и в корпусе, принадлежит к системе корпуса.

Например, нагрузка на элемент 1 с приложением Рраб увеличивается, как и в болтах (хотя он подвергается сжатию, а не растяжению, как болты), следовательно, этот элемент относится к системе болтов, и его упругость необходимо ввести в упругость болтов. Элемент 3, напротив, разгружается с приложением Рраб н, следовательно, относится к системе корпуса.

Установка упругих элементов на болтах и на корпусах не влияет на величины Рраст. сж и напряжения о, в болтах, но изменяет коэффициенты асимметрии г, и rj, силу затяжки Рзат и напряжение в корпусе.

Установка упругих элементов на болтах, снижая их собственный коэффициент жесткости X, до кажущейся величины Х, уменьшает исходное значение X, /Xj до Х /Xj н повышает г, при одновременном снижении rj. Сила Рзат и напряжение Oj в корпусе возрастают.

Установка упругих элементов на корпусе, снижая его собственный коэффищтент жесткости Xj до кажущейся величины XJ, увеличивает исходное значение X, /Xj до X, /Х и повышает Г2 при одновременном снижении г,. Сила Рзат и напряжение в корпусе уменьшаются. Коэффициенты жесткости упругих элементов, необходимые для получения заданных величин Х*1 и X!,

(94)

Х = -

1э/1

(95)

где X, и Х2 - собственные коэффициенты жесткости соответственно болтов и корпусов; и - отношение высоты элементов к длине болта.

Изменение Х,/Х2 установкой упругих элементов не затрагивает основных параметров соединения и, как показано выше, вообще слабо влияет на г, и rj. Поэтому введение элементов даже очень большой упругости сравнительно мало изменяет параметры системы.

Установка упругих элементов на болтах имеет смысл только при высоких исходных значениях Х,/Х2 как средство повышения низких в этой области значений г,. Введение упругих элементов при X, /Х2 < 0.5 приводит к снижению и без того низких значений Г2 и бесполезному повышению и без того высоких значений г,. Установка упругих элементов на корпусах целесообразна при X, /Xj < 0,5 как средство увеличения Г2 (повышение надежности стыка). Примеры.

1. Установка упругих элементов на болтах. Корпус из алюминиевого сплава (£2 = = 7,5.-10* МПа; f j = 2250 мм), стянутый стальными болтами (£, = 2,1 • 10 МПа; F, = 2000 ыы% подвергается действию силы Р , = 10 Н. Фактор 21 2000

л, Д, =---= 2,5. Коэффициент затяжки » = 1.

" 7,5 2250

U . к (8-H)fpa6 210

Напряжение в болтах а, =----= =

Fi 2000

= 100 МПа. Диаграмма Р - е системы представлена на рис. 460, а.

Установим на болтах упругие элементы, снижающие их жесткость в 2,5 раза (X/Xj = 1), - штриховая линия на рисунке. Сравнительные характеристики соединений приведены ниже.

А,/Аг=7

Ряс. 460. Влияние упругих элементов на параметры соединений

Термические силы

Если соединение работает при повышенных температурах, причем болты и корпуса имеют различную температуру или выполнены из материалов с разными коэффищ1ентами линейного расширения, то в соединении возникает термическая сила Р,:

Таким образом, установка упругих элементов обеспечивает несколько более благоприятные значения коэффициентов асимметрии (сближение численных значений г, и г). Напряжение ст возрастает.

2. Установка упругих элементов на корпусе. Соединение то же, но с f, = 1000 мм (о, = 200 МПа) и f2 = 14000 мм Фактор >.,Aj = = 0 (рис. 460.6).

Установим иа корпусе упругие элементы, снижающие его жесткость в 5 раз ().,/А.5 = 1).

Сравнительные характеристики соединений приведены ниже.

- + - X,, Х,2

(96)

где е, - относительная термическая деформация (температурный натяг),

e, = a2Af2-a,Af„ (97)

где а, и ttj - коэффициенты линейного расширения материалов соответственно болтов и корпуса; Afj = - о - разность рабочей температуры корпусов и температуры fj, сборки; Af, = f, - fo - разность рабочей температуры болтов f, и температуры fo сборки. Термические напряжения в болтах

Введение упругих элементов сближает величины ft и rj и уменьщает напряжение Oj (впрочем, и без того низкое, как во всех системах с >.,/A.j<T).

Как видно из примеров 1 и 2, установка упругих элементов незначительно изменяет параметры соединений и как способ их улучшения - малоэффективна.

Гораздо большее значение имеют упругие элементы как средство уменьшения термических сил и повышения релакса-Нионной стойкости соединений.

снижаются с увеличением фактора (жесткие болты, упругие корпуса) и стают с его уменьшением.

Термические напряжения в корпусах

Еге,

1 + ХгА.

возра-

К,А2

напротив, возрастают с увеличением и падают с его уменьшением.

Для прочности болтов в термически нагруженных соединениях целесообразно придерживаться повышенных значений Xfk.

При построении диаграммы Р - е с учетом термической силы (рис. 461) линии растяжения