Испытание болтового соединения на срез и растяжение

изучение работы болтовых соединений на срез и растяжение

Цели данной работы:
изучение теории по данному вопросу;
Задачи:
проведение испытаний болтовых соединений в специальных установках, обеспечивающих работу болтов в условиях, максимально приближенных к действительной работе;
выполнение расчетов;
анализ полученных результатов.
ЭЛЕКТРОННАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ УНИВЕРСИТЕТА
2013
03

Испытательные машины серии AG-250 kNX это универсальные разрывные машины для физико-механических испытаний различных материалов. Компания SHIMADZU предлагает настольные и напольные модификации оборудования с различными классами точности и широким диапазоном прилагаемых нагрузок. Данное оборудование отличается простотой и надежностью, превосходные эксплуатационные характеристики удовлетворят потребности производителей и исследователей, связанные с различными видами механических испытаний.
Простой интерфейс, возможность использования стандартных методик испытания, а также создание собственных. Составление отчета об испытании в различных форматах (Word, Excel, PDF и др). Возможность получение данных по кривой испытания без проведения нового теста (функция повторного анализа диаграммы).
Машина включает выполнение основных разовых испытаний – растяжение, сжатие, изгиб, отслаивание. аналогичные испытания на прочность, данное ПО используется для испытаний, когда усилие неоднократно прикладывается и снимается. задание любой модели испытания, выполняет испытания циклические и на сжатие. измеряет текстуру продуктов и фармацевтических препаратов, выдает результаты специфических данных, включая истирание, прочность гелей, адгезию.
ЭЛЕКТРОННАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ УНИВЕРСИТЕТА
2013
Испытательная машина SHIMADZU AG-250 kNX
04

ЭЛЕКТРОННАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ УНИВЕРСИТЕТА
2013
05
Методика проведения испытаний
Испытания проводятся на разрывной машине до разрушения соединения. Перед началом испытаний необходимо измерить диаметры болтов с точностью до 0,1 мм. Марка стали болта задается преподавателем.
Испытание на срез, сдвиг
Проведение испытаний болтового соединения на срез заключается в определении разрушающего усилия болта в специальном устройстве, обеспечивающем условия работы болта в реальном времени.
Устройство для проведения испытания (рис. 3.3) состоит из двух половинок, одна из которых представляет собой вилку с отверстиями заданного диаметра, вторая часть – в виде полосы с отверстием того же диаметра. В отверстия после их совмещения пропускается болт и закрепляется гайкой. Степень закручивания гайки должна быть достаточной для обеспечения плотности соединения.
В собранном виде устройство помещается в разрывную машину для проведения испытания. Усилие разрывной машины передается таким образом, что линия равнодействующей внешних сил проходит через центр тяжести болта. Нагружение устройства осуществляется до полного разрушения болта. Экспериментальные значение разрушающего усилия (Noc) принимается по шкале нагрузок разрывной машины.

ЭЛЕКТРОННАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ УНИВЕРСИТЕТА
2013
06
Рис. 3.3

ЭЛЕКТРОННАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ УНИВЕРСИТЕТА
2011
07
Испытание на растяжение
Для испытания болта на растяжение используется устройство, приведенное на рис. 3.4. При закреплении устройства в захватах разрывной машины очень важно обеспечить его центральное загружение (внешняя сила должна проходить через ось болта). Кроме того, в целях безопасности не рекомендуется доводить болт до разрушения, а прекратить загружение сразу же после начала развития значительных деформаций стержня болта. Усилие, соответствующее этому моменту, можно принять за экспериментальную величину разрушающего усилия – Nop.
Рис. 3.4

ЭЛЕКТРОННАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ УНИВЕРСИТЕТА
2013
08
Расчеты заключаются в определении теоретических знаний разрушающих усилий
по срезу Nb=Rbs*γb*A*ns
по смятию Nb=Rbp*γb*d*∑▒t
по растяжению Nb=Rbt*Abn
где Rbs , Rbp , Rbt соответственно расчетные сопротивления материала болта срезу, смятию и растяжению; γb – коэффициент условий работы болтового соединения, принимаемый по табл. 41[2]; A и Abn – соответственно площади сечения болта брутто и нетто; d – диаметр стержня болта; ∑▒t – наименьшая суммарная толщина элементов, снимаемых в одном направлении, в нашем случае эта величина определяется из сравнения t1 b 2t2 (рис. 3.3)
рис. 3.3

ЭЛЕКТРОННАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ УНИВЕРСИТЕТА
2013
09
Nb1=64,5*1*1,2*1,2=92,88кН
Nb2=43*1*0,8*1,0=34,4кН
По растяжению Nb=Rbt*Abn
N=50 кН
db= 16 мм
Abn=1,57 см2
Rbt=Nb/ Abn=50/1,57=31,85 кН
По табл 58* принимаем болт класса 8.8

ЭЛЕКТРОННАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ УНИВЕРСИТЕТА
2013
10
1. В металлических конструкциях используют болтовое, заклепочное и сварочное соединение.
2. Достоинства болтовых соединений : простота и надежность, недостатки: повышенный расход металла на конструкцию вследствие ослабления сечения сопрягаемых элементов отверстиями, податливость (деформативность) соединения, ввиду наличия зазоров между болтом и отверстием.
3. Болты повышенной точности отличаются от болтов нормальной и грубой точности более высоким качеством обработки поверхности, не влияющим на расчетные характеристики прочности соединения.
4-5. Монтажное соединение на высокопрочных болтах имеет некоторые особенности, связанные с подготовкой соединяемых поверхностей под стыковку и способом натяжения болтов. В условиях стройплощадки соединяемые поверхности подготовляют газопламенной очисткой или обработкой стальными щетками. Натяжение по крутящему моменту выполняют сначала гайковертом на 70-80% проектного усилия с последующей затяжкой динамометрическим ключом.
6. Сфера применения самонарезающих винтов безгранична. Их используют в машиностроении, на производстве, при монтажных работах, в строительстве и ремонте. Высокое качество стали и исполнения заточки резьбы и наконечника позволяет закручивать их в материалы, практически не повреждая структуру материала. Используются при монтаже металлических (сталь, алюминий) и деревянных конструкций для крепления листовых материалов (пластик, оргалит, металл). Используются для кроепления профнастила к прогонам.
7. Анкерные болты предназначены для закрепления колонны в фундаменте. Работают на растяжение.

ЭЛЕКТРОННАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ УНИВЕРСИТЕТА
2013
11

ЭЛЕКТРОННАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ УНИВЕРСИТЕТА
2013
12
13.Для одноболтовых соединений следует учитывать коэффициенты условий работы γc согласно требованиям п. 11.8.
11.8. Количество n болтов в соединении при действии продольной силы N следует определять по формуле
, (130)
где Nmin  меньшее из значений расчетного усилия для одного болта, вычисленных согласно требованиям п. 11.7* настоящих норм
16. Разрушение болтового соединения, работающего на осевую на­грузку, может произойти в следующих случаях: при недостаточной высоте гайки возможен срыв резьбы этой гайки (рис. 139, I); при недостаточной высоте головки болта она разрушается от изгиба, то есть головка болта час­тично как бы втягивается в отверстие (рис. 139, II); при недостаточном ди­аметре стержня возможен разрыв болта по ослабленному резьбой сечению (рис. 139, III).

ЭЛЕКТРОННАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ УНИВЕРСИТЕТА
2013
13

ЭЛЕКТРОННАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ УНИВЕРСИТЕТА
2013
14
Фотоотчет по лабораторной работе №3

ЭЛЕКТРОННАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ УНИВЕРСИТЕТА
2013
15

ЭЛЕКТРОННАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ УНИВЕРСИТЕТА
2013
16