రివెట్లు మరియు బోల్టులతో ఉన్న సంధులు – లాగబడిన మరియు నొక్కబడిన దండాలు

జాయింట్ అని పొడిగింపు లేదా పెంపుదలకు ఉపయోగించే సంబంధాలను అంటారు. జాయింట్లు, ఉదాహరణకు, అందుబాటులో ఉన్న రోల్డ్ షీట్‌ల పొడవులు లేదా వెడల్పులు సరిపోకపోవడం వల్ల అవసరం అవుతాయి; అసెంబ్లీలో రవాణా అయ్యే విడి భాగాల పరిమాణం మరియు బరువు పరిమితుల కారణంగా అవి అవసరమవుతాయి. బలపరచు పట్టీలు అని జాయింట్‌లోని తెగిన భాగాన్ని కప్పే షీట్‌లను అంటారు. మిగతా అన్ని సంబంధాలు, ముఖ్యంగా వివిధ దిశల్లో ఉన్న ట్రస్ రాడ్ల మధ్య మరియు వివిధ సమతలాల్లోని బేరర్ల మధ్య ఉన్నవాటిని అనుసంధానాలు గా సూచిస్తారు.

సాధారణ జాయింట్లలో, జాయింట్‌ల బలపరచు పట్టీలు మరియు రివెట్లు సంపూర్ణ బలానికి అనుగుణంగా పరిమాణం నిర్ణయిస్తారు. అందువల్ల సాధారణ జాయింట్‌లో జాయింట్‌ల ఉపరితలాలు ఒకదానినొకటి తాకాలని అవసరం ఉండదు.

తెన్షన్ మరియు కంప్రెషన్‌లో ఉన్న దండాల (ఇవి ప్రధానంగా సాధారణ బలాలచే లోడయ్యే నిజమైన దండాలు) ప్రధాన వినియోగ రంగం జాలకాలు. ఈ విభాగంలోని చర్చలు కంప్రెషన్‌లో ఉన్న దండాల వంకరపడే ప్రమాదాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవు. మొదట స్థిర బలం గురించి చర్చిస్తారు.

లాగిన కడ్డీలలో రంధ్రాల తగ్గింపు

భార మోసే సామర్థ్యం: రంధ్రాలు/ఓపెనింగ్‌ల కారణంగా టెన్షన్ రాడ్‌లోని ఒత్తిడి స్థితి స్థానికంగా గణనీయంగా మారుతుంది. అనుపాత పరిధిలో, ఒత్తిడి పంపిణీ బలహీనమైన క్రాస్-సెక్షన్‌కు అనుగుణంగా ఉంటుంది (చిత్రం 1). A. హెన్నింగ్ ప్రకారం, దీర్ఘచతురస్ర రాడ్‌లో గరిష్ఠ దీర్ఘాక్ష ఒత్తిడి:

maxσ = σm*[3-(d/b) + 0,8(d/b)2]

చిత్రం 1 - త్రవ్విన దండలో దీర్ఘ మరియు అడ్డ ఒత్తిళ్లు a) A. Henning ప్రకారం; b) M. Rudeloff ప్రకారం

ద =/బి = 0 అనే అత్యంత వెడల్పైన లామెల్లల పరిమిత సందర్భంలో దీనితో maxσ = 3σm వస్తుంది, మరియు చిత్రం 1aలో చూపిన సందర్భానికి ద/b = 1/3 అయినప్పుడు maxσ = 2,42 σm. పొడవు దిశ ఒత్తిడి కాకుండా అడ్డ మరియు షియర్ ఒత్తిళ్లూ ఉంటాయి. అత్యధిక ఒత్తిడి రంధ్రపు పరిధిపై ఉంటుంది. అక్కడే మొదటి శాశ్వత రూపాంతరాలు కనిపిస్తాయి, అంటే ఒత్తిడి శిఖరాలు విచ్ఛిన్నమై, విభాగం అంతటా ఒత్తిళ్ల సమీకరణ జరుగుతుంది. రంధ్రాల ప్రాంతంలో గమనించదగిన శాశ్వత రూపాంతరాలు, బలహీనమైన విభాగంలో సగటు ఒత్తిడి σm, యీల్డ్ పరిమితి σFOని మించినప్పుడు మాత్రమే కనిపిస్తాయి. SF = Fm * σF వద్ద కడ్డీ యొక్క మొత్తం విస్తరణ రంధ్రాలు లేని కడ్డీతో పోలిస్తే కేవలం స్వల్పంగా ఎక్కువగా ఉంటుంది. (Fm అత్యంత బలహీన విభాగం యొక్క విస్తీర్ణం)

నాగిళ్లు ఉన్న రాడ్లపై లాగింపు పరీక్షల్లో, విరుగు ఎప్పుడూ బలహీనమైన విభాగాల్లోనే జరుగుతుంది. సాధారణ పరిస్థితుల్లో, విరుగు వద్ద లోడ్ SB = Fn * σB గా తగినంత ఖచ్చితంగా ఉంటుంది. తెరిచిన రంధ్రాలు ఉన్న లాగబడిన రాడ్లపై చీల్చి చేసిన పరీక్షలు, 2లో చూపినట్లుగా విరుగు నమూనాలు ను చూపాయి.

చిత్రం 2 - లాగబడిన రాడ్ల విరుగుడుల చిత్రాలు

రivet చేసిన సంధులపై చేసిన ప్రయోగాలలో, ఒక వరుస రివెట్లు గల జాయింట్లు, ఒకదాని వెనుక ఒకటి అనేక వరుసల రివెట్లు గల జాయింట్లకన్నా తక్కువ ప్రతిఘటన కలిగి ఉంటాయని చూపబడింది. దానికి అనుగుణంగా, ఉపయోగకరమైన విభాగంలో విరిగే సమయంలో సగటు ఒత్తిడి σB ఇలా ఉండింది:

టెన్షన్ రాడ్ల కోసం పరిమాణ నిర్ణయ ప్రక్రియ: సాధారణ లెక్కింపు విధానం ప్రకారం, సగటు టెన్షన్ ఒత్తిడికి σm = S/Fm ≤ dozσ ఉండాలి, అది అన్ని సంబంధించిన క్రాస్-సెక్షన్ల Fm లో కూడా. రంధ్రాల తగ్గింపు, అత్యధిక రంధ్రాలు ఉన్న నిలువు క్రాస్-సెక్షన్‌కు నిర్ధారించబడుతుంది; ఎక్కువ రంధ్రాలు ఉన్న విరిగిన క్రాస్-సెక్షన్ తక్కువ Fm విలువను ఇస్తుంది (చిత్రం 2). ఈ దృష్ట్యా రోల్డ్ ప్రొఫైల్‌లలో Fm ను అభివృద్ధితో లెక్కిస్తారు. సంక్లిష్ట క్రాస్-సెక్షన్లలో ఇదే విధంగా వ్యవహరిస్తారు.

Fm/F నిష్పత్తి సాధారణంగా 0,8 మరియు 0,9 మధ్య ఉంటుంది, అంటే రంధ్రాల తగ్గింపు ΔF = F – Fm మొత్తం విభాగం F యొక్క 10% నుండి 20% వరకు ఉంటుంది. పెద్ద నిర్మాణాలలో ΔF బరువుపై చాలా ప్రభావం చూపుతుంది, కాబట్టి రంధ్రాల తగ్గింపు తక్కువగా ఉండే విభాగాలను కనుగొనడం మంచిది.

వికృతులు: రంధ్రాలు ఉన్న టెన్షన్ రాడ్ల యొక్క ఇలాస్టిక్ పొడవుదల, పోల్చదగిన రంధ్రాలు లేని రాడ్ల కంటే కేవలం స్వల్పంగా మాత్రమే ఎక్కువగా ఉంటుంది. జాయింట్ల మొత్తం పొడవుదల కూడా, జాయింట్ చేసిన లామెల్లల మొత్తానికి దాదాపు సమానమే. అందువల్ల, ఉక్కు నిర్మాణాల వికృతి లెక్కింపు కోసం, దెబ్బతినని రాడ్ల E మరియు F విలువలతో ఇలాస్టిక్ పొడవుదలను నిర్ణయించడం సరిపోతుంది. బలహీనపరచబడిన రాడ్లలో యీల్డింగ్‌కు వ్యతిరేక భద్రత, ఉదాహరణకు ఒత్తిడికి గురైన రాడ్ల కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది.

రివెట్లలో బలాల పంపిణీ

చిత్రం 3

శ్రేణిలోని బలం S వివిధ రివెట్‌లకు ఎలా పంచబడుతుందో దాని ఇలాస్టిక్ లక్షణాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది, అది “స్థిరంగా అనిర్ణీతమైనది”. ఫిగ్. 3 సందర్భంలో N1, N2, … యొక్క పంపిణీ రివెట్‌లు మరియు కలిపిన షీట్ల వికృతిపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది Fpodvezice/Fštapa నిష్పత్తితో మారుతుంది. Fpodvezice ≠ Fštapa అయినప్పుడు రివెట్‌ల చివరి బలాలు ఇక సమానంగా ఉండవు (ఫిగ్. 50a). Fpodvezice/Fštapa నిష్పత్తి తగ్గేకొద్దీ Nn తగ్గుతుంది, N1 S కు దగ్గరవుతుంది. చాలా వేర్వేరు మందాల లామెల్లలను కలపడం (ఫిగ్. 4b) మొదటి రివెట్‌పై అధిక లోడ్ పడే కారణంగా అనుకూలం కాదు.

చిత్రం 4 - Fštap > Fpodvezice కోసం రివెట్లపై లోడ్

లామెల్లు మరియు టై-రాడ్లు కఠినమైనవి, కేవలం రివెట్లు మాత్రమే లవచంగా ఉంటాయి (చిత్రం 5a). అప్పుడు అన్ని రివెట్లు సమానంగా వంగుతాయి, రివెట్లలోని అన్ని బలాలు సమానంగా ఉండాలి.

రివెట్లు కఠినంగా ఉంటాయి, కేవలం లామెలాలు మరియు స్టేలు లవచంగా ఉంటాయి (చిత్రం 5b). మొదటి మరియు చివరి రివెట్ మధ్య దండ మరియు స్టేలలో పొడిగింపులు సమానంగా ఉండాలి కాబట్టి, N2 = N3 = … = Nn-1 = 0, అయితే N1 = S * x1.

ఆకృతి 5

వాస్తవ బల పంపిణీ ఈ సరిహద్దు సందర్భాల మధ్య ఉంటుంది. లోడ్ పెరిగితే, ముందుగా చివరి రివెట్లలో శాశ్వత వికృతి ఏర్పడుతుంది, అత్యధికంగా లోడ్ పొందిన రివెట్లు భారము తగ్గించబడతాయి మరియు బల పంపిణీ క్రమంగా మరింత సమానంగా మారుతుంది. పెద్ద వికృతులు ఏర్పడిన తరువాత, బల పంపిణీ లామెల్లు మరియు టైల్స్ గట్టి ఉన్న సందర్భానికి దగ్గరవుతుంది, అంటే రివెట్లలో బలాలు దాదాపు సమానంగా ఉంటాయి, రివెట్ల కత్తిరింపు నిర్ణాయకమైతే.

విఫలతలో లోడ్: రివెట్లను ఎలా రివెట్ చేస్తారనే విధానం τBV పై దాదాపు ఎటువంటి ప్రభావం చూపదు. τBV జాయింట్ యొక్క షియర్ బలం రివెట్ల సంఖ్య, వాటి అమరిక, రివెట్ చేసిన జాయింట్ ఆకారం నుండి practically స్వతంత్రంగా ఉంటుంది; విఫలత లోడ్ అన్ని రివెట్లపై సమాన లోడును పెట్టినట్లుగా మంచి అంచనాలో సరిపోతుంది. ఇదే వాదనలు సాధారణ బోల్ట్ జాయింట్లకూ వర్తిస్తాయి; అందువల్ల జారుదల పట్ల ప్రతిఘటన మోసుకెళ్లే సామర్థ్యంపై ముఖ్యమైన ప్రభావం చూపదని తేలుతుంది.

ఆయామ నిర్ణయం: ఉక్కు నిర్మాణాలు మరియు కేంద్రంగా లోడుతో ఉన్న దండాలలో లోడును సమాన పంపిణీగా పరిగణిస్తారు, అంటే ప్రతి రివెట్‌కు N = S/n. పొడవైన జతలలో మొదటి రివెట్లు త్వరగానే అధిక లోడుకు గురయ్యే కారణంగా, వరుసగా 6 కంటే ఎక్కువ రివెట్లను సాధ్యమైనంతవరకు నివారిస్తారు.

జారుడుకు ప్రతిఘటన: సంధుల్లో జారడం సాపేక్షంగా తక్కువ భారం వద్దనే కనిపిస్తుంది. జారుడుకు ప్రతిఘటన ప్రధానంగా బిగింపు బలంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, అది అనేక ప్రభావాల వల్ల మారుతుంది. రివెట్లతో మరియు ఇప్పటివరకు సాధారణంగా ఉపయోగించే బోల్టులతో ఉన్న సంధుల పరిమాణ నిర్ణయంలో ఇది పరిగణనలోకి తీసుకోబడదు. అధిక-బలం బోల్టులతో ఉన్న సంధులను సూచిస్తున్నారు.

వెడల్పు దిశలో రివెట్‌లలో బలాల పంపిణీ: బల దిశకు లంబంగా రివెట్‌ల మధ్య సమాన దూరాలు ఉన్నప్పుడు (చిత్రం 6a), ప్రతి రివెట్‌కు క్రాస్ సెక్షన్ యొక్క సమాన వెడల్పు గల పట్టీలు a చెందుతాయి; అందువల్ల మొదటి సుమారు అంచనాలో రివెట్‌లలోని బలాలు N = a t σ సమానంగా ఉంటాయి. అసమాన రివెట్ అంతరాల వద్ద పంపిణీ స్థిరపరంగా అనిర్ణీతమైనది; చిత్రం 6b లోని సందర్భంలో అది లీవర్ నియమం ప్రకారం జరుగుతుంది.

Fig. 6

టెన్షన్‌లో ఉన్న దండు

కొనసాగింపు: సమమిత్ర ఉపకరణాలతో కొనసాగింపు (చిత్రం 3 మరియు 4). జాయింట్ ఉన్న చోట దండంలోని S బలాన్ని ఉపకరణమే భరించాలి. కొనసాగింపులోని రివెట్లు కూడా S ప్రకారం పరిమాణీకరించాలి, ఎందుకంటే అవి కొనసాగించిన దండం నుండి మొత్తం బలాన్ని ఉపకరణాలకు బదిలీ చేయాలి.

ఒకవైపు కవర్ చేసిన కొనసాగింపులు, కలిపిన షీట్లు, కవర్ స్ట్రిప్‌లు మరియు రివెట్లలో గణనీయమైన అదనపు వంకర ఒత్తిడులతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. పెద్ద వికృతీకరణల కారణంగా, ఒకవైపు కప్పడం కొనసాగింపులను కేవలం అప్పుడే ఉపయోగిస్తారు (చిత్రం 7) దండ వంకర నిరోధకంగా గట్టిగా ఉన్నప్పుడు లేదా అది పక్కనుండి పట్టి ఉండి వంకర పడలేనప్పుడు.

చిత్రం 7

మధ్యస్థ సంధి – అనుసంధానించిన షీట్లపై పట్టీలు నేరుగా ఉండలేని సందర్భంలో, రివెట్లు మరియు షీట్లకు వంగింపు ఒత్తిడులు చాలా ఎక్కువగా ఏర్పడతాయి. కాబట్టి m మధ్యపొరల సంఖ్యను బట్టి, ప్రత్యక్ష కవర్ చేసే సంధులలో ఉన్న n రివెట్ల కంటే ఎక్కువ n’ రివెట్లను ఎంచుకుంటారు.

చిత్రం 8

సంక్లిష్ట విభాగాలలో, స్థానిక ఒత్తిడి పెరుగుదలను నివారించేందుకు బైండింగ్ పట్టీలు అమర్చుతారు; అందువల్ల వాటి వ్యక్తిగత విస్తీర్ణాలు అవి కప్పే విభాగ భాగం విస్తీర్ణం ప్రకారం, సాధ్యమైనంతవరకు ద్రవ్యకేంద్ర స్థితిని నిలుపుతూ నిర్ణయిస్తారు. దీనికి భిన్నంగా ఉన్న బైండింగ్ పట్టీల విస్తీర్ణ పంపిణీలు ఒత్తిడి పంపిణీలో మార్పులతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. ఆకు. 9లో ఏక గోడ గల దండం యొక్క కొనసాగింపు, ఆకు. 10లో 4 నిలువు తాళపు పలకలు మరియు కోణ ఇనుపల మధ్య ఒక ముఖం గల ద్విభాగ దండం చూపబడింది.

ఆకృతి 9

Fig. 10

జోడింపు: టెన్షన్‌లో ఉన్న దండాల జోడింపుల కోసం, మౌలికంగా కొనసాగింపులో ఉన్నట్లే అదే సంబంధాలు వర్తిస్తాయి. శక్తిని సమమితంగా ప్రవేశపెట్టడం ఎంతగానో ప్రయోజనకరమని ప్రయోగాలు చూపాయి. ఏకపాక్షిక జోడింపులో, దీర్ఘ మరియు అడ్డ దిశల్లో గణనీయమైన వంకరత కలుగుతుంది (చిత్రం 11). గణనీయమైన అదనపు వంకర ఒత్తిళ్లు ఉన్నప్పటికీ, ఏకపక్షంగా జోడించిన L మరియు C దండాలను దాదాపు పూర్తిగా వినియోగించుకోవచ్చు. అదనపు వంకర క్షణాలను సమతుల్యం చేయడానికి చర్యలు తీసుకోకపోతే, ఒక జోడింపు సామర్థ్యం సగానికి తగ్గవచ్చు.

ఆకృతి 11

నిరంతర భాగాల కప్పుదలకు జాయింట్ ప్లేట్లను ఉపయోగించకూడదు; దానికి ప్రత్యేకమైన బలపరిచే బంధనాలను ముందుగా పరిగణించాలి. ఎక్కువ భాగం దండ విభాగం జాయింట్ ప్లేట్ సమతలంలో పడినప్పుడు జాయింట్ ప్లేట్‌కు కలుపు సులభమవుతుంది.

చిత్రం 12 - అనుసంధాన కోణకంతో మరియు లేకుండా కలుపులు

నొక్కబడిన దండు

ఒత్తిడిలో ఉన్న రాడ్లను పొడిగించడం మరియు కలపడం విషయంలో లాగబడే రాడ్లకు వర్తించే అదే సూత్రాలు వర్తిస్తాయి; వీటిలోనూ మొత్తం బలం రివెట్లు మరియు బంధన పట్టీల ద్వారా బదిలీ అవుతుంది, అంటే రాడ్ యొక్క సంపూర్ణ విభాగం F ఆధారంగా Fpodvezica మరియు Fs, లేదా Fl, పరిమాణ నిర్ధారణ చేస్తారు. సాధారణంగా సంధి ఉపరితలాలు సరిపోల్చబడవు. భవన ఉక్కు నిర్మాణాలలో, అనేక అంతస్తుల ద్వారా వెళ్లే, కేవలం ఒత్తిడికి లోనయ్యే స్తంభాల వద్ద, సంధులపై తక్కువ కవర్‌తో కొనసాగించే అవకాశం ఉపయోగిస్తారు. ముందుగా స్థిరత్వం కోల్పోయే పరిస్థితులు సంభవించకపోతే, ఒత్తిడిలో ఉన్న రాడ్ల మోయగల సామర్థ్యం యీల్డ్ పరిమితి చేరుకున్నప్పుడే పూర్తిగా ఖర్చవుతుంది, ఎందుకంటే అప్పుడు పెద్ద రూపాంతరాలు ఏర్పడి రాడ్ పక్కకు వంగుతుంది. రివెట్లతో నింపిన రంధ్రాలు ఈ ప్రవర్తనపై గమనించగల ప్రభావాన్ని చూపవు.

రివెట్ చేసిన జాయింట్ల అలసట బలం

రివెట్ చేసిన సంయోగాల అలసట బలానికి ప్రధానంగా రంధ్రాల వద్ద ఏర్పడే ఒత్తిడి శిఖరాలే ప్రామాణికం. రంధ్రాలే కారణంగా అలసట బలం గణనీయంగా తగ్గిపోతుంది. తెరిచిన రంధ్రాలున్న రాడ్లు లాగింపులో జరిగే అలసట పరీక్షల్లో బలహీనమైన క్రాస్-సెక్షన్ల వద్ద విరుగుతాయి; అలసట విరుగు రంధ్ర అంచున పగుళ్లతో ప్రారంభమై, అవి క్రాస్-సెక్షన్ అంతటా నిరంతరం మరింత విస్తరిస్తాయి. అందువల్ల మృదువైన రంధ్రాలు ప్రత్యేక ప్రాముఖ్యత కలిగివుంటాయి. చిత్రం 13లో వివిధ తరగతుల వద్ద ఫ్లాట్ రాడ్ల అలసట బలం చూపబడింది (కుడివైపు ఎక్కువ ఉక్కు తరగతి ఉంది). ఎక్కువ ముందస్తు లోడ్ల వద్ద σu, రెండూ పదార్థాలు దిగుబడి హద్దును మించిన అలసట బలం σDz ను తట్టుకుంటాయి. రెండు తరగతులకూ ఒత్తిడి ఆమ్ప్లిట్యూడ్ దాదాపు సమానంగా ఉంటుంది.

చిత్రం 13 - అలసట బలం σDz

టెన్షన్ మరియు కంఫ్రెషన్‌లలో మారుమూల లోడింగ్‌కు, రివెట్ చేసిన సంధులపై, మౌలికంగా ఏకదిశా లోడ్లకు ఉన్నట్లే సమాన సంబంధాలు వర్తిస్తాయి. గమనించదగినది ఏమంటే, మారుమూల లోడింగ్‌లో ఒత్తిడి ఆమ్ప్లిట్యూడ్ సుమారు 1,5 రెట్లు ఎక్కువగా ఉంటుంది (చిత్రం 14), కానీ ఈ లోడింగ్‌లో రివెట్లు ఏకదిశా లోడింగ్ కంటే స్పష్టంగా ఎక్కువ ప్రమాదంలో ఉంటాయి.

ఆకృతి 14 - రివెట్ చేసిన సంబంధాల టెన్షన్ అలసట బలం