Giải thích chi tiết: Mối ghép đinh tán chịu cắt

Bài toán dùng để làm gì

Đinh tán dùng ở khung nhôm, vỏ máy, mối ghép không hàn được. Bài toán kiểm tra thân đinh có bị cắt đứt, lỗ có bị dập méo và tấm có bị kéo đứt tại hàng lỗ không.

Hình dung đơn giản

Kiến thức nền cần có

Đọc lại các mục sau ở Chương 0 nếu chưa nắm chắc: 0.5 ứng suất (kéo, cắt, dập)

Các đại lượng và lấy số liệu ở đâu

Ký hiệu	Ý nghĩa	Đơn vị	Lấy số liệu ở đâu
F	Lực truyền qua mối ghép	N	Tải trọng
n, m	Số đinh, số mặt cắt mỗi đinh	–	Bản vẽ
d, t	Đường kính lỗ, chiều dày tấm mỏng nhất	mm	Bản vẽ
τzul, σl,zul, σzul	Ứng suất cho phép cắt, dập, kéo	MPa	Sổ tay (thép mềm ≈ 100 / 200 / 140)

Xây dựng công thức từng bước

Công thức tổng quát không "từ trên trời rơi xuống": nó được ghép từ những công thức con đơn giản. Đi lần lượt từng bước:

Bước 1. Cắt thân đinh

Mỗi đinh có m mặt cắt, mỗi mặt cắt diện tích πd²/4:

τ = F / (n · m · π·d²/4)

Bước 2. Dập mép lỗ

Diện tích dập là hình chiếu thân đinh lên thành lỗ, d × t:

σl = F / (n · d · t)

Bước 3. Kéo đứt tấm tại hàng lỗ

Tấm bị khoét k lỗ nên phần còn lại là (b − k·d):

σ = F / ((b − k·d)·t)

Hình CT05.2 – Sơ đồ hình thành công thức: số liệu → từng công thức con → kết luận

Lời giải mẫu từng bước (số liệu mẫu của công cụ tính ở đầu trang)

Bước A – Số liệu đầu vào (ô vàng của công cụ tính). Đây là bộ số ví dụ có sẵn; khi làm thật bạn thay bằng số của mình:

TT	Đại lượng	Ký hiệu	Giá trị	Đơn vị	Ghi chú / nguồn
1	Lực truyền	F	20 000	N
2	Số đinh tán	n	4
3	Số mặt cắt mỗi đinh	m	1		Chồng mép 1; có tấm đệm 2 phía 2
4	Đường kính lỗ (= đinh sau khi tán)	d	10	mm
5	Chiều dày tấm mỏng nhất	t	6	mm
6	Bề rộng tấm	b	60	mm
7	Số lỗ trên 1 tiết diện ngang	k	2
8	Khoảng cách tâm lỗ đến mép theo phương lực	e1	25	mm
9	Ứng suất cắt cho phép của đinh	τzul	100	MPa	Đinh thép mềm ≈ 80–110
10	Ứng suất dập cho phép	σl,zul	200	MPa	≈ 2·τzul
11	Ứng suất kéo cho phép của tấm	σzul	140	MPa	S235 ≈ 140

Bước B – Tính lần lượt (web tự tính, bạn có thể bấm tay để kiểm tra lại). Dòng xanh lá là kết quả chính:

TT	Đại lượng	Ký hiệu	Kết quả	Đơn vị	Công thức / cách tính
12	Ứng suất cắt đinh	τ	63,66	MPa	τ = F/(n·m·πd²/4)
13	τ ≤ τzul	Kiểm tra	ĐẠT
14	Ứng suất dập lỗ	σl	83,33	MPa	σl = F/(n·d·t)
15	σl ≤ σl,zul	Kiểm tra	ĐẠT
16	Ứng suất kéo tấm tại tiết diện có lỗ	σ	83,33	MPa	σ = F/((b − k·d)·t)
17	σ ≤ σzul	Kiểm tra	ĐẠT
18	e1 ≥ 2d (chống xé mép)	Kiểm tra	ĐẠT

Áp dụng thực tế và lưu ý

Khoảng cách tâm lỗ đến mép tấm theo phương lực ≥ 2d để mép không bị xé.
Đinh rút (rivet nut, pop rivet) dùng số liệu lực cắt cho phép của catalogue thay cho τzul.