Muunganisho ni jina la viungio vinavyotumika kwa kurefusha au kuongeza. Muunganisho huhitajika, kwa mfano, kwa sababu urefu au upana unaopatikana wa mabamba yaliyovingirishwa hautoshi; wakati wa kusanyiko huhitajika ili kupunguza vipimo na uzito wa vipengele binafsi vinavyosafirishwa. Vibandikizi ni mabamba yanayofunika sehemu iliyokatika kwenye muunganisho. Viungio vingine vyote, hasa vile kati ya vipande vya ngazi za kimraba za mwelekeo mbalimbali na vigingi katika nyuso mbalimbali, hujulikana kama viungio vya kuunganisha.
Kwa miunganisho ya kawaida, vibandikizi na riveti za miunganisho hupimwa kulingana na nguvu kamili. Kwa hivyo, katika muunganisho wa kawaida haihitajiki nyuso za miunganisho kugusana.
Sehemu kuu ya matumizi ya vijiti vya mvutano na vya shinikizo (hivi ni vijiti vya moja kwa moja, vinavyobebeshwa hasa na nguvu za kawaida) ni mataruma. Maelezo ya sehemu hii hayaangazii hatari ya kupinda kwa vijiti vya shinikizo. Kwanza itachunguzwa nguvu tuli.
Punguzo la mashimo katika vijiti vya mvutano
Uwezo wa kubeba mzigo: Hali ya mkazo katika kijiti cha mvutano hubadilika kwa kiasi kikubwa eneo husika kutokana na mashimo/funguzi. Katika eneo la uwiano, usambazaji wa mkazo unalingana na sehemu iliyodhoofishwa (mch. 1). Mkazo mkubwa zaidi wa urefu katika kijiti cha mstatili ni kwa mujibu wa A. Henning:
maxσ = σm*[3-(d/b) + 0,8(d/b)2]
Mch. 1 - Mkazo wa longitudinal na wa msalaba katika fimbo iliyochimbwa a) kulingana na A. Henning; b) kulingana na M. Rudeloff
Katika hali ya kikomo d/b = 0 ya lamela pana sana hutokana maxσ = 3σm na kwa hali iliyoonyeshwa kwenye mch. 1a d/b = 1/3 ni maxσ = 2,42 σm. Mbali na mkazo wa urefu pia zipo mikazo ya kuvuka na ya kukata. Mkazo mkubwa zaidi uko kwenye ukuta wa shimo. Hapo ndipo hutokea mabadiliko ya kudumu ya kwanza, yaani vilele vya mikazo huvunjwavunjwa na hutokea usawazishaji wa mikazo katika sehemu ya msalaba. Mabadiliko ya kudumu yanayoonekana katika eneo la mashimo huanza tu wakati mkazo wa wastani σm katika sehemu iliyo dhaifu unapozidi kikomo cha kujinyoosha σFO. Jumla ya mabadiliko ya urefu ya fimbo katika SF = Fm * σF huwa tu kidogo zaidi kuliko kwa fimbo isiyo na mashimo. (Fm ni eneo la sehemu iliyo dhaifu zaidi)
Katika majaribio ya mvutano kwa vijiti vilivyofungwa kwa riveti, kuvunjika hutokea kila mara katika sehemu zilizo dhaifu. Mzigo wakati wa kuvunjika, katika hali za kawaida, huweza kuhesabiwa kwa usahihi wa kutosha SB = Fn * σB. Majaribio ya kuvunja kwa vijiti vilivyovutwa vyenye matundu wazi, yalionyesha mifano ya kuvunjika kama ilivyo kwenye mch. 2.
Mch. 2 - Picha za kuvunjika kwa vijiti vilivyovutwa
Katika majaribio ya miunganisho iliyofungwa kwa riveti imeonyeshwa kuwa viendelezi vyenye mistari ya moja ya riveti vina upinzani mdogo kuliko viendelezi vyenye mistari mingi ya riveti mfululizo nyuma ya nyingine. Kwa msingi huo, mkazo wa wastani wakati wa kuvunjika σB katika sehemu yenye matumizi ulifikia:
Utaratibu wa vipimo kwa vijiti vya mvutano: Kwa mujibu wa njia ya kawaida ya kuhesabu, kwa mkazo wa wastani wa mvutano lazima itimizwe σm = S/Fm ≤ dozσ na hilo katika sehemu zote husika Fm. Utoaji wa mashimo huamuliwa kwa sehemu wima yenye idadi kubwa zaidi ya mashimo, na inaweza kutokea kwamba sehemu iliyovunjika yenye mashimo mengi inatoa thamani ndogo zaidi ya Fm (mch. 2). Kwa maana hiyo, kwa profaili zilizovingirishwa Fm huhesabiwa kwa kuifungua. Kwa sehemu changamano hutumika kwa maana hiyo hiyo.
Uwiano Fm/F kwa kawaida uko kati ya 0,8 na 0,9, yaani, upunguzo wa matundu ΔF = F – Fm ni 10% hadi 20% ya sehemu nzima F ya kijiti. Kwa miundo mikubwa ΔF huathiri sana uzito, hivyo inafaa kutafuta sehemu zenye upunguzo mdogo wa matundu.
Mabadiliko: Kurefuka kwa kunyumbulika kwa vijiti vya mvutano vyenye matundu ni kwa shida kidogo kuliko kwa vijiti vinavyofanana visivyo na matundu. Kurefuka kwa jumla kwa viendelezi ni karibu sawa na kwa lamela zilizounganishwa. Hivyo inatosha, kwa hesabu ya mabadiliko ya miundo ya chuma, kubainisha kurefuka kwa kunyumbulika kwa kutumia thamani za E na F za vijiti visivyodhoofishwa. Usalama dhidi ya kutiririka kwa vijiti vilivyodhoofishwa ni mkubwa zaidi kuliko, kwa mfano, kwa vijiti vilivyobanwa.
Mgawanyo wa nguvu katika riveti
Kielelezo 3
Usambazaji wa nguvu S katika fimbo kwa riveti za kila muunganisho hutegemea sifa zake elastiki, ni “usioamuliwa kimuundo”. Katika hali ya kielelezo 3 usambazaji wa N1, N2, … hutegemea mgeuko wa riveti na bati zilizounganishwa, na hubadilika kulingana na uwiano Fpodvezice/Fštapa. Kwa Fpodvezice ≠ Fštapa nguvu za mwisho katika riveti hazilingani tena (kielelezo 50a). Kadiri uwiano Fpodvezice/Fštapa unavyopungua, Nn inakuwa ndogo zaidi, N1 inakaribia S. Kuunganisha lamela zenye unene unaotofautiana sana (kielelezo 4b) si jambo linalofaa kwa sababu ya kupitiliza mzigo kwa riveti ya kwanza.
Mch. 4 - Mzigo wa misumari kwa Ffimbo > Fvibandiko
Lambu na mikanda ya kuzuia ni migumu, ni riveti tu ndizo elastic (mch. 5a). Kisha riveti zote hupata kupinda kwa kiwango sawa, nguvu zote katika riveti lazima ziwe sawa.
Misumari ni migumu, ni lamela na vibandiko tu ambavyo ni elastiki (mch. 5b). Kwa kuwa urefu wa kuongezeka katika fimbo na vibandiko kati ya msumari wa kwanza na wa mwisho lazima uwe sawa, hivyo hufuata N2 = N3 = … = Nn-1 = 0, isipokuwa N1 = S * x1.
Mch. 5
Usambazaji halisi wa nguvu uko kati ya hali hizi za mipaka. Mzigo ukiongezeka, kwanza hutokea mgeuko wa kudumu katika riveti za mwisho, riveti zilizo na mzigo mkubwa zaidi hupungukiwa mzigo na usambazaji wa nguvu unazidi kuwa sawasawa. Baada ya kutokea kwa mgeuko mkubwa zaidi, usambazaji wa nguvu unakaribia hali ambapo lamela na vibandiko ni vigumu, yaani nguvu katika riveti huwa karibu sawa kabisa, iwapo kukata kwa riveti ndicho kigezo kinachotumika.
Mzigo wa kuvunjika: Njia ya kusokota riveti ina athari ndogo sana kwenye τBV. Nguvu ya kukata ya τBV ya muunganisho kwa vitendo haitegemei idadi ya riveti, mpangilio wao, umbo la muunganisho uliosokotwa; mzigo wa kuvunjika unaendana kwa ukadiriaji mzuri na upakiaji wa sawasawa wa riveti zote. Kauli hizo hizo hutumika pia kwa miunganisho ya kawaida ya bolti, jambo linaloonyesha kwamba upinzani dhidi ya kuteleza hauna athari muhimu kwa uwezo wa kubeba mzigo.
Uhesabuaji: Katika miundo ya chuma na vijiti vilivyo na mzigo wa katikati huhesabiwa kwa usambazaji sawia, yaani kwa kila kipigiknato N = S/n. Kwa kuwa katika viungo virefu vipigiknato vya kwanza tayari hupata mzigo uliopita kiasi mapema, basi zaidi ya 6 vya kupigilia mfululizo, inapowezekana, huepukwa.
Upinzani dhidi ya kuteleza: Kuteleza kwenye miunganisho hutokea hata kwa mzigo mdogo kiasi. Upinzani dhidi ya kuteleza hutegemea, kwanza kabisa, nguvu ya kukaza, ambayo hubadilika kutokana na athari nyingi. Huu hauzingatiwi sana katika usanifu wa miunganisho kwa riveti na skrubu zilizotumika kawaida hadi sasa. Uangalizi unaelekezwa kwenye miunganisho kwa skrubu zenye ubora wa juu.
Usambazaji wa nguvu katika riveti kwa upana: Katika nafasi sawa za riveti zilizo wima kwa mwelekeo wa nguvu (kielelezo 6a), riveti za mtu mmoja mmoja hupata vipande vya sehemu ya msalaba vya upana sawa a, kwa hiyo katika makadirio ya kwanza nguvu katika riveti N = a t σ huwa sawa kwa ukubwa. Usambazaji katika nafasi zisizo sawa za riveti haujabainishwa kimtindo; kwa hali iliyo kwenye kielelezo 6b unafanyika kwa sheria ya nyongeza.
Mtini. 6
Fimbo yenye mkazo wa kuvutwa
Muendelezo: Muendelezo wenye viunga vya pembeni vya simetri (sl. 3 na 4). Nguvu S kwenye fimbo mahali pa muendelezo lazima ichukuliwe na kiunga cha pembeni pekee. Riveti kwenye muendelezo pia zinapaswa kuhesabiwa kulingana na S, kwa sababu lazima zihamishe nguvu yote kutoka kwenye fimbo iliyounganishwa kwenda kwenye viunga vya pembeni.
Viendelezi vyenye kifungo cha upande mmoja vinaunganishwa na mikazo ya ziada ya kupinda iliyo kubwa katika mabati yaliyounganishwa, vifungo na riveti. Kufunika viendelezi upande mmoja hutumiwa tu pale (mch. 7) ambapo fimbo ni ngumu kwa kupinda au inaposhikiliwa kando kiasi kwamba haiwezi kupinda.
Mch. 7
Muendelezo wa kati – Pale ambapo vipande vya kushikilia haviwezi kulala moja kwa moja juu ya mabamba yaliyoendelezwa, riveti na mabamba hupata mafadhaiko makubwa zaidi ya kupinda. Kwa hiyo, kulingana na idadi m ya tabaka za kati, huchaguliwa idadi kubwa zaidi n’ ya riveti kuliko idadi n katika kufunika kwa moja kwa moja kwa viungio.
Kielelezo 8
Katika sehemu zilizochangamana, vifungo vya kuimarisha hupangwa ili kuepuka ongezeko la ndani la mikazo; kwa hiyo, maeneo ya kibinafsi ya vifungo hivyo huamuliwa kulingana na eneo la sehemu ya kipande wanachofunika, ikiwezekana kwa kudumisha nafasi ya kituo cha uzito. Mgawanyo wa maeneo ya vifungo unaokinzana na hili unahusiana na mabadiliko katika mgawanyo wa mikazo. Kwenye mch. 9 umeonyeshwa mwendelezo wa fimbo yenye ukuta mmoja, na kwenye mch. 10 fimbo ya sehemu mbili yenye 4 bati wima na uso mmoja kati ya pembe vyuma.
Mch. 9
Mtini. 10
Muunganiko: Kwa miunganisho ya vijiti vilivyovutwa kwa mvutano, kimsingi hutumika uhusiano uleule kama kwa muendelezo. Majaribio yameonyesha faida kubwa ya kuingiza nguvu kwa usawa. Katika muunganiko wa upande mmoja, hupatikana kupinda sana katika mwelekeo wa urefu na wa msalaba (kielelezo 11). Licha ya mikazo ya ziada ya kupinda iliyo kubwa, vijiti vya L na C vilivyounganishwa upande mmoja vinaweza kutumika karibu kikamilifu. Uwezo wa kubeba wa muunganiko mmoja unaweza kushuka hadi nusu ikiwa hazijachukuliwa hatua za kusawazisha mivutano ya ziada ya kupinda.
Mch. 11
Kwa kufunika viendelezi si lazima kutumia mabati ya nodi, kwa hilo ni lazima kuweka vifungo maalumu. Muunganisho kwa bati la nodi hurahisishwa wakati sehemu kubwa ya kipande cha msalaba cha fimbo inaangukia katika ndege ya bati la nodi.
Mch. 12 - Viunganishi vyenye na visivyo na kona ya kuunganisha
Fimbo iliyobanwa
Kwa kuendeleza na kuunganisha vijiti vilivyo chini ya shinikizo hutumika kanuni zilezile kama zilivyo kwa vijiti vilivyo chini ya mvutano, na kwao pia nguvu yote huhamishwa kwa riveti na vifungo, yaani kwa kuzingatia eneo kamili F la kijiti huundwa Fpodvezica na Fs, yaani Fl. Kwa kawaida maeneo ya viendelezo hayalingani kikamilifu. Katika miundo ya chuma ya ujenzi, kwa nguzo zinazoenda kupitia zaidi ya ghorofa moja, zinazobebeshwa tu kwa shinikizo, hutumiwa uwezekano wa kupita kwa kufunikwa kidogo kwa viendelezo. Uwezo wa kubeba wa vijiti vilivyo chini ya shinikizo huisha, ikiwa kabla yake hali za kutokuwa thabiti hazijatokea, kwa kuchelewa zaidi wakati kikomo cha kuyeyuka kinafikiwa kwa kuwa hapo ndipo deformesheni kubwa hutokea na kijiti hujikunja upande. Mashimo yaliyojazwa na riveti hayana, kwa hali hiyo, athari inayoweza kuthibitishwa katika tabia ya kijiti.
Nguvu ya uchovu wa miunganisho iliyopigiliwa riveti
Kwa nguvu ya uchovu wa miunganisho iliyofungwa kwa riveti, hasa vilele vya mkazo vinavyojitokeza kwenye mashimo ndizo zinazoamua. Nguvu ya uchovu hupunguzwa sana tayari kwa mashimo yenyewe. Vijiti vyenye mashimo wazi huvunjika katika majaribio ya uchovu chini ya mvutano katika sehemu zilizodhoofishwa, na kuvunjika kwa uchovu huanza kwa nyufa kwenye ukingo wa shimo, ambazo zinaendelea kupanuka zaidi na zaidi kupitia sehemu ya msalaba. Kwa hiyo, mashimo laini ni ya umuhimu maalum. Kwenye kielelezo 13 umeonyeshwa nguvu ya uchovu ya vijiti bapa katika madaraja mbalimbali (kulia ni daraja la juu zaidi la chuma). Katika mizigo ya awali mikubwa zaidi σu, vifaa vyote viwili hustahimili nguvu ya uchovu σDz iliyo juu ya kikomo cha mavuno. Amplitudi ya mkazo ni takriban sawa kwa madaraja yote mawili.
Mch. 13 - Nguvu ya uchovu σDz
Kwa mzigo wa kubadilishana wa kuvuta na kubana wa miunganisho iliyofungwa, kimsingi hutumika uhusiano sawa na kwa mizigo ya upande mmoja. Inafaa kuzingatia kwamba amplitude ya mkazo chini ya mzigo wa kubadilishana ni kubwa takribani mara 1,5 (sl. 14), lakini riveti chini ya mzigo huu huwa hatarini zaidi kuliko chini ya mzigo wa upande mmoja.
Mch. 14 - Nguvu ya uchovu ya kuvutwa ya miunganisho iliyofungwa kwa riveti