Оптимальная затяжка болтового соединения при сдвиге деталей

Болтовые соединения металлических конструкций кранов, мостов, корпусов кораблей или самолетов могут подвергаться действию сдвигающих сил. В общем случае процесс формирования соединения состоит из сжатия пакета листов, сверления и развертки отверстий, вставки болтов в отверстия, установки шайб, завинчивания и крепления гаек. Отверстия в деталях могут быть больше диаметра болтов или меньше, т. е. болты ставятся с зазором или натягом. Влияние затяжки болта в соединении с натягом, как правило, не принимают во внимание. Однако затяжка может приводить как к увеличению, так и уменьшению прочности соединения. На основе анализа напряженного состояния в расчетном сечении болта определена оптимальная сила затяжки, которая снижает эквивалентное напряжение до минимума. Оптимальная сила затяжки определяется в зависимости от коэффициента трения в стыке деталей и от сдвигающей силы. Рассчитан диапазон значений сил затяжки, при которых напряжение в болтах не поднимается выше напряжения незатянутого соединения. Оптимальная затяжка приводит к уменьшению массы, размеров и стоимости соединения. Снижается трудоемкость его изготовления и монтажа.

Литература

[1] Heistermann C. Behaviour of Pretensioned Bolts in Friction Connections. Lulea University of Technology, 2011. 125 p.

[2] Richard G.B., Nisbett J.K. Shigley’s mechanical engineering design. McGraw–Hill, 2008. 1059 p.

[3] Ряховский О.А., ред. Детали машин. Москва, Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007. 515 с.

[4] Иванов М.Н., Финогенов В. А. Детали машин. Москва, Высшая школа, 2008. 408 с.

[5] ГОСТ Р 52627–2006. Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытаний. Москва, Стандартинформ, 2010. 28 c.

[6] Oberg E. Machinery’s Handbook. Industrial Press, 2012. 2800 p.

[7] Polyanin A.D., Manzhirov A.V. Handbook of Mathematics for Engineers and Scientists. Chapman and Hall/CRC, 2006. 1544 p.

[8] Kulak G.L., Fisher J.W., Struik J.H.A. Guide to Design Criteria for Bolted and Riveted Joints. American Institute of Steel Construction, Inc. 2001. 330 p.

[9] Tin B.E. An investigation of the Bearing strength of Bolted connections in Aluminum and Titanium Alloys. Thesis for the Degree Master Science, University of Akron, 2011. 70 p.

[10] Heistermann C., Veljkovic M., Simoes R., Rebelo C., Sim?es da Silva L. Design of slip resistant lap joints with long open slotted holes. Journal of Constructional Steel Research, 2013, no. 82, pp. 223–233.