3.5. Расчет стержня болта при переменных нагрузках

Расчет болтов при действии переменных сил производится исходя из экспериментальных характеристик их усталостной прочности. Основное требование при конструировании и расчете — обеспечение значительной (по сравнению с внешними силами) силы предварительной затяжки. Она должна достигать значения, при котором создается напряжение в некоторых случаях При больших деформациях болта и малых деформациях

соединяемых деталей это приводит к тому, что цикличное изменение расчетного усилия в болте значительно меньше по сравнению с изменением внешнего усилия Диаграмма изменений усилий в болте при переменной внешней нагрузке приведена на рис. 3.23.

Конструирование соединения предшествует расчету, который является проверочным.

Рис. 3.23. К расчету болта при действии переменных нагрузок

Прочность болта при действии переменных напряжений оценивают по двум коэффициентам запаса: по амплитуде цикла и по наибольшему напряжению цикла, кручение болта не учитывают. Условие прочности по амплитуде цикла:

где — предел выносливости болта (см. табл. 3.5); — амплитуда переменных напряжений: — требуемый коэффициент запаса прочности по амплитуде: .

Условие прочности по наибольшему напряжению цикла:

где от — предел текучести материала болта (см. табл. 3.4); — напряжение от предварительной затяжки; — требуемый коэффициент запаса прочности по наибольшему напряжению:

Как следует из формулы (3.14), для повышения усталостной прочности болтового соединения следует уменьшать коэффициент

Рис. 3.24. Болт с повышенной податливостью

основной нагрузки Конструктивно этого можно достигнуть при малоподатливых стыках и податливых болтах, для чего диаметр стержня болта уменьшают до (рис. 3.24).