Материал: Вторая часть Бубнова

По геометрическим характеристикам этого профиля определяем для него величину критического напряжения для полки пояса , и уточняем значение высоты стенки шпангоута, коэффициент примем равным , так как профиль имеет один свободный край вдоль длинной стороны:

Критическое напряжение местной потери устойчивости полки профиля превышает предел пропорциональности материала равный МПа, поэтому

где

Вычислим уточненное значение высоты стенки шпангоута:

Найдём толщину стенки шпангоута:

Округлим полученные значения

3. Подбор диаметра заклепки сборки шпангоута

Используем двухсрезную заклепку, для которой величина срезающей силы равна

,

где мм – шаг заклёпок.

Подсчитаем нагрузку, приходящуюся на одну заклёпку

Определим площадь сечения заклёпки

,

гдеМПа – предел прочности материала на сдвиг.

Вычислим

Диаметр заклёпки вычислим по формуле:

Округлим полученное значение до стандартного

3. Подбор диаметра заклепки, крепящей шпангоут к обшивке

Нагрузка действующая на заклёпку, крепящую шпангоут к обшивке определяется по формуле

,

где мм – шаг заклёпок.

Подсчитаем нагрузку, приходящуюся на одну заклёпку

Определим площадь сечения заклёпки

,

где МПа – предел прочности материала на сдвиг.

Вычислим

Диаметр заклёпки вычислим по формуле

Округлим полученное значение до стандартного:

2.6 Проверочный расчет шпангоута

Рассмотрим поперечное сечение шпангоута, имеющего следующие характеристики:

мм – длина равнополочного профиля уголкового сечения,

мм – высота стенки шпангоута,

мм – толщина стенки шпангоута,

мм² - площадь равнополочного профиля уголкового сечения,

мм – толщина равнополочного профиля уголкового сечения,

мм – диаметр заклепки для сборки шпангоута,

мм – диаметр заклепки, крепящей шпангоут к обшивке,

мм – толщина обшивки.

Рисунок 12 — Поперечное сечение шпангоута

Вычислим расстояние между заклёпками и

Определим ширину присоединенной обшивки:

Площадь поперечного сечения с учетом ослабления отверстиями под заклепки:

Статический момент сечения относительно оси :

Координата центра тяжести:

Момент инерции сечения шпангоута относительно оси :

Момент инерции сечения относительно центральной оси х:

Рассмотрим сечение, в котором действует максимальный изгибающий момент. Имеем:

,

,

,

.

Расстояние от полок профилей до оси x:

Напряжения в точках А и В:

Рассмотрим сечение, в котором действует минимальный изгибающий момент. Имеем:

,

,

,

.

Напряжения в точках А и В:

Из полученных значений выбираем наибольшее растягивающее и наибольшее сжимающее напряжения:

Запас прочности по растяжению:

где – коэффициент заклепочного шва,

предел прочности на растяжение и сжатие.

Запас по устойчивости:

Статический момент части поперечного сечения, расположенной выше центра тяжести:

где – координата центра тяжести профиля.

Максимальное напряжение в стенке:

Критическое касательное напряжение:

Предел пропорциональности при сдвиге:

где – предел пропорциональности.

Критическое касательное напряжение ниже предела пропорциональности при сдвиге. Принимаем:

Запас устойчивости стенки от сдвига:

Статический момент части сечения шпангоута, крепящейся к стенке:

Сила, приходящаяся на заклепку:

где – шаг заклепок.

Сила среза заклепки:

где –напряжение на срез.

Запас прочности по срезу заклепки :

Сила среза в соединении обшивки с поясом:

где – шаг заклепок.

Сила среза заклепки:

где –напряжение на срез.

Запас прочности по срезу заклепки :