Условие прочности при сдвиге (срезе)

,

[τ_с] — допускаемое напряжение сдвига, обычно его определяют по формуле

[τ_с] = (0,25 ÷ 0,35) σ_т.

При разрушении деталь перерезается поперек. Разрушение де­тали под действием поперечной силы называют срезом.

Смятие

Довольно часто одновременно со сдвигом происходит смятие бо­ковой поверхности в месте контакта в результате передачи нагрузки от одной поверхности к другой. При этом на поверхности возникают сжимающие напряжения, называемые напряжениями смятия, σ_см.

Расчет также носит условный характер. Допущения подобны принятым при расчете на сдвиг (см. выше), однако при расчете боковой цилиндрической поверхности напряжения по поверхности распределены не равномерно, поэтому расчет проводят для наибо­лее нагруженной точки (на рис. 23.46). Для этого вместо боковой поверхности цилиндра в расчете используют плоскую поверхность, проходящую через диаметр. На рис. 23.4 показана примерная схема передачи давления на стержень заклепки.

Таким образом, условие прочности при смятии можно выразить соотношением

;

А_см = dδ, где d — диаметр окружности сечения; δ — наименьшая высота соединяемых пластин; А_см — расчетная площадь смятия; допускаемое напряжение смятия: [σ_см] = (0,35 ÷ 0,4)σ_т; F — сила взаимодействия между деталями.

Рис.

Примеры деталей, работающих на сдвиг (срез) и смятие

1. Ось (рис. 23.5).

В случае, если толщина детали 2 меньше, А_см = dδ;

; i = 2 — количество площадей среза.

2. Болт (рис. 23.6). A_c = πdh; .

Рис.		Рис.
Рис.	3. Шпонки (рис. 23.7) работают на срез и смятие, но рассчитываются только на смятие. Ac = bl; Aсм = lt; где l — длина шпонки; t — высота выступающей части; b — ширина шпонки.
4. Заклепка односрезная (рис. 23.8), двухсрехная (рис. 23.9).
Рис.	Рис.
5. Сварное соединение (рис. 23.10). Рис.

Угловой шов разрушается под углом 45° к плоскости разъема в результате среза. К – катет углового шва, подбирается по толщине свариваемого листа.

Двухсторонний шов: А_с = 2 · 0,7 Kb.

Контрольные вопросы и задания

1. Какие внутренние силовые факторы возникают при сдвиге и смятии?

2. Сформулируйте закон парности касательных напряжений.

3. Как обозначается деформация при сдвиге?

4. Запишите закон Гука при сдвиге.

5. Какой физический смысл у модуля упругости?

6. Укажите единицы измерения напряжений сдвига и смятия и модуля упругости.

7. Как учесть количество деталей, использованных для передачи нагрузки при расчетах на сдвиг и смятие?

8. Запишите условия прочности на сдвиг и смятие.

9. Почему при расчете на смятие цилиндрических деталей вме­сто боковой цилиндрической поверхности подставляют плоскость, проходящую через диаметр?

10. Чем отличается расчет на прочность при сдвиге односрезной заклепки от двухсрезной?

11. Запишите формулу для расчета сварного соединения. Стержни круглого поперечного сечения сварены угловым швом (рис. 24.5).

Рис.