Расчет болтов при переменных нагрузках

Примером таких болтов могут служить болты крепления крышки цилиндра двигателя внутреннего сгорания. Болты, винты и шпильки, находящиеся под действием переменных нагрузок, рассчитывают на усталость.

Рассмотрим циклы изменения нагрузок и напряжений (рис. 19.6).

В большинстве случаев переменная внешняя нагрузка изменяется по отнулевому циклу от 0 до . На болт приходится только часть ее . Таким образом, если на болт действует сила предварительной затяжки и переменная внешняя сила, изменяющаяся от 0 до , то напряжение начальной затяжки , где S₁ – площадь поперечного сечения болта по внутреннему диаметру резьбы.

Максимальное напряжение цикла ,

где -- амплитуда напряжения цикла;

- среднее напряжение цикла.

Расчет на усталость болтов производится как проверочный по коэффициенту запаса прочности

,

где - предел выносливости болта (s_-1= 0,35 s_в);

k_s - эффективный коэффициент концентрации напряжений в резьбе (k_s =3,5¸4,5– для углеродистых сталей; k_s =4,0¸5,5– для легированных сталей); - коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла; [ S _a]=2,5¸4 – допускаемый коэффициент запаса прочности по амплитуде.

Запас статической прочности по текучести материалов проверяют по формуле

,

где [ S ]³1,25 - допускаемый коэффициент запаса прочности по максимальному напряжению.