5. Diagram předepjatého spoje
Diagram F–Δl je nejlepší nástroj, jak předepjatému spoji porozumět. Všechno, co spoj dělá, se v něm dá ukázat jako posun jednoho bodu.
Jak se čte
- Od počátku vede přímka S se sklonem 1/δS — deformace šroubu.
- Zprava vede přímka P se sklonem 1/δP — stlačení přírub.
- Protnou se ve výšce FV. Šroub je natažen o ΔlS, příruby stlačeny o ΔlP.
- Provozní síla FA ten společný bod rozdělí: šroub jde nahoru po S, příruby dolů po P. Svislá vzdálenost mezi novými body je právě FA.
FS = FV + Φ·FA FKR = FV − (1−Φ)·FA
Rozevření spoje
Když FKR klesne na nulu, příruby se od sebe odlepí a od té chvíle nese šroub celou provozní sílu — přímka se zlomí a spoj se rozpadne během několika zatěžovacích cyklů. Mezní síla je
FA,sep = FV1 − Φ
Diagram v kalkulačce je interaktivní: jeď po něm myší a uvidíš, jak se FS a FKR mění, až po bod rozevření.
Vliv teploty
Zahřeje-li se spoj a příruby se roztahují víc než šroub, předpětí stoupne. Opačně klesne.
ΔF0 = Δlt · cS · cpřcS + cpř Δlt = (αpř − αS)·l·(tP − tM)Kaláb 3.10
Ocelový šroub v hliníkových přírubách při ohřevu o 100 K: příruby se roztáhnou
o 48 µm víc než šroub, což u M12 znamená nárůst předpětí přes 11 kN. Kaláb pro tepelně namáhané spoje
proto požaduje kS ≥ 2,0 místo 1,5.