Способ испытания образца заклепочного соединения рамной конструкции на усталость

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1670202 А 9) 16 В 5/04 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВ под ред.1982, т,1 ская нагрузка сним единение подверга щим и растягивающСтатическая на возникающей от уп ного соединения раКак известно,дл жня радиуса В, нах ем приложенной си ается ется им на грузк ругой мной я цили одящ лы Р и эаклепочное сорабочим изгибаюгруэкам.а равна нагрузке, сборки заклепочконструкции.ндрического стергося под действиа плече 1Р +4 Р г + з ни эа Гамак св 1 ггВ 41, отсюд Омаксг ВзВ +41занных формул можно ины плеча, на котором ывать нагрузку, а тактатической нагрузки, при проведении испыаклепочных соединеВ- ,а4 гни иНа основании ука произвести расчет дл необходимо приклад же величину самой которые необходимы таний на усталость О СУДА Р СТ В Е ННЫ Й КОМИТЕ Т О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Минский автомобильный завод и Институт надежности и долговечности машин АНБССР, с. 186,Изобретение относится к машиностроею, а именно к способу испытаний образца клепочных соединений на усталость.Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытаний путем учета напряжений, возникающих от упругой сборки заклепочного соединения рамной конструкции,На фиг. 1 изображена схема заклепочного соединения; на фиг. 2-4 - схемы вариантов нагружения образцов эаклепочного соединения.Детали 1 и 2 образца соединены заклепкой 3. Статическая нагрузка Р прикладывается к склепанным деталям 1 и 2 на плече 1 относительно оси заклепки 3. В результате действия статической нагрузки концы склепанных деталей 1 и 2 расходятся и образовавшийся между ними зазор жестко фиксируется прокладкой 4, выполненной, например, в виде набора отдельных элементов, После фиксации зазора статиче(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦА ЗАКЛЕПОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ РАМНОЙ КОНСТРУКЦИИ НА УСТАЛОСТЬ(57) Изобретение относится к машиностроению. Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытаний путем учета напряжений, возникающих от упругой сборки заклепочного соединения рамной конструкции. Способ включает нагружение образца заклепочного соединения статической нагрузкой, возникающей от упругой сборки заклепочного соединения, жесткое фиксирование образовавшихся зазоров в соединении и нагружение образца эаклепочного соединения рабочими изгибающими и растягивающими напряжениями, 4 ил.ний. Так для заклепочного соединения рамы автомобиля МАЗ с диаметром заклепок17 мм, отношением остаточных напряжений изгиба сги к напряжению растяжения Ор, равным 2, при максимальной величине остаточных напряжений Омакс, равной 100 МПа, статическая нагрузка Р=7566 Н должна быть приложена к склепанным деталям на плече 1=4,25 мм.Причиной возникновения остаточных напряжений в элементах рамы автомобиля, в том числе и в заклепках, при сборке является применяемый в авто- и авиастроении метод упруой (или силовой) сборки. Данный метод представляет собой один из методов технологической компенсации погрешностей деталей, обладающих малой жесткостью. Величина деформирования соединяемых элементов при сборке рамы обуславливается предельными отклонениями их размеров и формы, Соединительными элементами в данном случае являются лонжероны и поперечины, а не плоские листы.При этом между плоскостями сопрягаемых элементов, в частности, между торцом поперечины и стенкой лонжерона (после соединения лонжеронов с остальными поперечинами) при длине поперечины меньше номинальной (допуск на изготовление) между стенкой лонжерона и торцом поперечины образуется зазор. В приспособлении для сборки рамы этот зазор устраняется (лонжероны упруо деформируются до выбора этого зазора). затем производят клепку. После освобождения рамы из приспособления (снятие нагрузки, прижимающей лонжерон к поперечине), вследствие упругой деформации в эаклепочном соединении возникнут остаточные напряжения от такой упругой сборки. Здесь возможны три варианта.Отклонение только длины поперечины (сопрягаемые плоскости параллельны). Отклонение только по углу торца поперечины (неперпендикулярность плоскости торца ее продольной оси), Отклонения по длине и по углу торца поперечины (см. фиг, 2-4). Как следует из фиг. 2-4 толщины этих прокладок в первом варианте равны (усилия Р прикладываются одинаковые и на равном расстоянии от заклепки). Во втором варианте устанавливается одна прокладка, а в третьем - две прокладки разной толщины (при равенстве расстояний их от оси заклепки).Место приложения усилия относительно оси заклепки не имеет принципиального значения, т,е. при увеличении расстояния приложения силы Р от оси заклепки просто требуется меньшее усилие, чтобы деформировать до появления заданного зазора между элементами 1, где устанавливаются5 прокладки 4.Как показали исследования, проведеные на МАЗе, на заклепку могут действоватьот неточностей изготовления стыков лонжерон-поперечина растягивающие силы до 1510 кН и изгибающие моменты до 17 н.м.Таким образом, перед усталостнымииспытаниями необходимо воспроизвестисилы и моменты, возникающие от упругойсборки рамы, т.е. через соединяемые де 15 тали на заклепку необходимо воздействовать силой и изгибающим моментом,имитирующим силу и момент от упругойсборки рамной конструкции. Если приложим укаэанную силу и момент на испыта 20 тельной машине статической нагрузкой, тодетали, соединенные заклепкой, упруго сдеформируются, образовав между собой зазор. Жестко зафиксировав полученныйзазор,исследователь сохранит данные силу25 и момент, действующие на заклепку, за счетупругости склепанных пластин (они в данном случае ведут себя как пружины), Последанной операции статическая нагрузка,созданная испытательной машиной, снима 30 ется, Но сила и момент, имитирующие на-;гружен ность заклепки от сборки,сохраняется. Поэтому исследователь припроведении усталостных испытаний можетучесть силу и изгибающий момент, действу 35 ющие на заклепку, от упругой сборки рамы,Исследования, основанные на данномспособе, позволяют научно-обоснованнорегламентировать допустимую величину погрешностей изготовления элементов рамы;40 лонжеронов и поперечин, а также прогнозировать циклическую долговечность заклепок с учетом технологических факторов,Использование предлагаемого способа позволит повысить достоверность реэуль 45 татов испытаний заклепочных соединений наусталость благодаря воспроизведениюостаточных напряжений, возникающихот сборки реальной конструкции, оценитьвлияние остаточных напряжений на уста 50 лость заклепки, проводить сравнительные оценки конструктивно-технологическихвариантов исследуемых конструкций, а такжеболее обоснованно выбирать параметры реальной конструкции при расчете ее несущей55 способности,Ф ор мул в и зоб ре те н и я Способ испытания образца эаклепочного соединения рамной конструкции на усталость, включающий нагружение образца1670202 Фиг 2 Составитель С. Никулинаедактор Ю. Середа Техред М.Моргентал Коррект Максимиши акаэ 2728 Тираж 424 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 рабочими изгибающими и растягивающими нагрузками, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытаний путем учета напряжений, возникающих от упругой сборки эаклепочного соединения рамной конструкции, перед нагружением рабочими нагрузками образец нагружают статической нагрузкой, равной нагрузке, возникающей от упругой сборки заклепочного соединения реальной рамной конструкции, образовавшиеся в 5 образце заклепочного соединения зазорыжестко фиксируют и затем статическую нагрузку снимают.