Трехрядное соединение деталей

(51)5 Г 16 2 ГОСУДАРСТВЕННЫИ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИС нныи институт им, аманов, В.Г.Бабильство СССР5/02, 1989,ОЕДИНЕНИЕ Д ТАшивкиса ке (либоПуст тов (закл ный геометри мок. Дол епежнь 2) 0,366) =0,268 Р Рэ = Рэ(1 2 Требованиеия по критерити по рядам соОлрде СЪР 1 - велич оедине говечно равнопрочност ю усталостной д единения =Опр 2 = ОпРЗ, ина приведенны пряжеМИТЕТОТКРЫТИЯМИС. ИЗОБРСВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к самолетостро ению и может быть использовано в трехряд ных срезных болтовых и эаклепочных Изобретение относится к самолетостроению и может быть использовано в трехрядных срезных болтовых и заклепочных соединениях самолетных конструкций.Цель изобретения - повышение усталостной долговечности и снижение массы соединения,На фиг. 1 схематично изображено трехрядное односреэное заклепочное соединение с приложенными к нему эксплуатационными нагрузками, продольный разрез; на фиг, 2 - вид А на фиг. 1; на фиг, 3 - разрез Б - Б на фиг. 2. устройство содержит тонкостенные соединяемые детали 1, 2 и три ряда крепежных элементов 3, установленных в шахматном порядке, В одном из соединяемых листов выполнены сквозные овальные выемки 4, причем выемки выполняют в той детали, которая аэродинамически не обтекается, т,е, не на внешней поверхности об 2соединениях самолетных конструкций. Цель изобретения - повышение усталостной долговечности и снижение массы соединения. Соединение содержит тонкостенные соединяемые детали й три ряда крепежных элементов, установленных в шахматном порядке, В одном из соединяемых листов выполнены сквозные овальные выемки, причем выемки выполняют в той детали, которая аэродинамически не обтекается, т.е, не на внешней поверхности обшивки самолета, а на его внутренней обшивке. Использование изобретения позволяет разгрузить соединение по напряжениям смятия крайних рядов, 3 ил,молета, а на его внутренней обшивпоясе каркасного элемента), ь рядный шаг крепежных элеменепок) в соединении т, а межрядр. Обоснуем рациональные ческие параметры сквозных выея нагрузки иа первый ряд заклепок 1,1 э = 1,1 0,333 Рэ = 0,366 Рэ.(1)П Тогда на внутренний рлементов приходится й по 1-му ряду соединенияВеличина приведенных напряжений понагруженному ряду заклепок Опр =- Ксм Усм + 0 л + 0,5 0 п . (4) где Ксм - экспериментально определяемый коэффициент, Ксм -0,4;Осм - напряжения смятия по стенкам отверстий 1-го ряда заклепок,Применительно к данному соединению. когда количество крепежных элементов (заклепок) по рядам соединения неизменно, а толщина листа постоянна, условие (4) имеет вид:/Р + Р,= сопвт (5)1где Р - доля эксплуатационного нагруже 1ния, воспринимаемая 1-м рядом заклепок;Рл - доля эксплуатационного усилия, действующего в листе за 1-м рядом заклепок.Для первого ряда заклепок условие имеет вид 0,366 Рэ+ 0,634 Рэ = 1 Рэ = сопм, (6) для второго ряда заклепок(7) 0,268 Рз+ х Рэ = Рэ,где х - доля эксплуатационного усилия, необходимого для нагружения листа за вторым рядом заклепок по условию равно- и рочности (3),Из (7) получаем х = 0,732, тогда как для соединения без выемок доля нагрузки растяжения в листе Рэ = Рэ (1 - 0,366 - 0,268) = 0,366 Рэ (9) Таким образом для данного соединенияимеется воэможность уменьшить площадьпоперечного сечения на величину Л Г=х,366=0,732-0,366=0,366 (10) В 0 = 0,366 1 у,т.е, при постоянной толщине листа размер поперечной оси сквозной выемки со- ставит Наибольший размер сквозной выемкивдоль соединения определяется технологически, Известно, что минимальная величина перемычки между осью отверстия и краем 5 листа составляетср = (1,52,0) бр, (12)где бр - диаметр крепежного элемента,10 Оставляя величину ср неизменной для соединения получаем З, = а - 2.1,5 д = 2 1 - зс 1 (1 3)15 Наиболее рациональная форма сквозной выемки - эллипс, Он обладает минимальным геометрическим коэффициентом . концентрации напряжений при условии достижения максимальной массовой зффек тивности, Необходимо отметить, что,располагаясь на продольной оси крайних рядов крепежных элементов, сквозная выемка при растяжении еще больше овализуется в направлении нагрузки. Это приводит 25 к снижению загруженности крайних рядов. соединения по напряжениям смятия и соответственно к повышению усталостной долговечности соединяемых листов.Изобретение позволит повысить в 30 1,2,1,5 раза усталостную долговечность соединяемых листов, снизить в 1,2.1,4 раза массу соединения, Это повысит на 380 ресурс соединения, на 20.30, снизит массу соединения, что принесет при зксплу атации изделия экономический эффект,Формула изобретения Трехрядное соединениедеталей,содержащее крепежные элементы, установленные в отверстиях деталей в шахматном 40 порядке, и раэгружающие элементы выполненные в виде выемок в одной из соединяемых деталей между рядами крепежных элементов, о тл и ч а ю щ е е ся тем, что, с целью снижения массы соединения и повышения 45 срока службы путем повышения усталостной долговечности, выемки выполнены сквозными овальными и расположены между крепежными элементами среднего ряда, причем больший диаметр овала выемки рас положен между крепежными элементамикрайних рядов на одной оси с последними.1739078ФЬьЗад 4Составитель И,Храмцова Редактор Т,Зубкова Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцо аказ 1989 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10