第九章 連接件的強度計算

工程力學(xué),第九章連接件的強度計算,2,第九章連接件的強度計算,9-1剪切實用計算強度條件,9-2擠壓實用計算強度條件,9-3連接件強度計算,3,(1)螺栓連接,(2)鉚釘連接,1、剪切實例,9-1剪切實用計算強度條件,4,(3)鍵塊聯(lián)接,(4)銷軸聯(lián)接,m,5,2、剪切的概念,（2）變形特點,（1）受力特點,作用于構(gòu)件某一截面（剪切面）兩側(cè)的力，大小相等、方向相反且相距很近。,構(gòu)件的兩部分沿剪切面發(fā)生相對錯動。,（3）單剪與雙剪,僅一個剪切面稱為單剪,若有兩個剪切面則稱為雙剪,6,3、剪切的實用計算,（1）剪切面上內(nèi)力,剪力FS-主要成分,彎矩M-次要成分，可忽略。,（2）剪切面上應(yīng)力計算,假設(shè)剪應(yīng)力均勻分布，則：,其中A為剪切面的面積。t為名義剪應(yīng)力。,7,在該試驗中，應(yīng)使試樣的受力盡可能地接近實際聯(lián)接件的情況，求得試樣失效時的極限載荷FS0，然后根據(jù)公式求出名義極限剪應(yīng)力t0，除以安全系數(shù)n，得許用剪應(yīng)力t，從而建立強度條件。,（3）剪切強度條件,許用剪應(yīng)力t通過試驗得到。,對于塑性較好的低碳鋼材料，根據(jù)實驗所積累的數(shù)據(jù)并考慮安全系數(shù)，t與許用拉應(yīng)力s之間的關(guān)系為：t=(0.60.8)s,對于脆性材料：t=(0.81.0)s,8,例91、測定材料剪切強度的剪切器的示意圖如圖a所示。設(shè)圓試件的直徑d=15mm,當(dāng)力F=31.5kN時，試件被剪斷，試求材料的名義剪切極限應(yīng)力。若取剪切許用應(yīng)力為=80MPa,試問安全系數(shù)等于多大？,解:（1）名義剪切極限應(yīng)力,剪力,剪切面面積,(2)安全系數(shù),許用剪切應(yīng)力,名義剪切極限應(yīng)力,9,在外力的作用下，聯(lián)接件和被聯(lián)接件在接觸面上將相互壓緊，這種局部受壓的情況稱為擠壓。,擠壓面該接觸面。,擠壓力該壓緊力。,擠壓破壞在接觸處的局部區(qū)域產(chǎn)生塑性變形或壓潰。,9-2擠壓實用計算強度條件,10,擠壓的實用計算,式中sbs為擠壓應(yīng)力，,（1）擠壓應(yīng)力,F為擠壓面上傳遞的力擠壓力,Abs為擠壓計算面積。,當(dāng)接觸面為平面時，Abs就是接觸面的面積；當(dāng)接觸面為圓柱面時（如鉚釘與釘孔間的接觸面），Abs應(yīng)取圓孔或圓釘?shù)闹睆狡矫婷娣e。,（2）擠壓強度條件,材料的許用擠壓應(yīng)力sbs可由有關(guān)規(guī)范中查到。,對于鋼材，一般可取sbs=（1.72.0)s,11,1、連接處破壞三種形式:,鋼板在受鉚釘孔削弱的截面處，應(yīng)力增大，易在連接處拉斷.,(1)剪切破壞,(2)擠壓破壞,(3)拉伸破壞,沿鉚釘?shù)募羟忻婕魯?，如沿nn面剪斷。,鉚釘與鋼板在相互接觸面上因擠壓而使連接松動，發(fā)生破壞。,9-3連接件的強度計算,12,2、強度條件的應(yīng)用,(1)校核強度,(2)設(shè)計截面,(3)求許可載荷,(4)破壞條件,13,指出圖示接頭的剪切面積和擠壓面積,14,(1)銷釘?shù)募羟忻婷娣eA,(2)銷釘?shù)臄D壓面面積AbS,思考題,15,16,例題9-2、試校核銷釘?shù)膹姸?,解:,(1)銷釘受力如圖b所示,取中間段進行研究,F=18kN,銷釘材料的許用切應(yīng)力為=60MPa,許用擠壓應(yīng)力為bS=200MPa,d=15mm,t1=5mm,t=8mm,17,(2)校核剪切強度,由截面法得兩個面上的剪力,剪切面積為,(3)擠壓強度校核,故銷釘是安全的.,18,例題9-3、鉚釘和板用同一種材料制成，F(xiàn)=15kN，試選擇直徑d。,解：,取鉚釘中段研究,1、剪切強度計算,剪力：,2、擠壓強度計算,擠壓力：,若取標(biāo)準(zhǔn)件，查手冊，d=20mm。,t=8mm,t=30MPa,sbs=100MPa,19,討論：,(2)若鉚釘和板用不同材料制成，計算擠壓強度時，應(yīng)以鉚釘為研究對象還是以板為研究對象？,(1)若中間板的厚度為3t，應(yīng)取哪段研究？,20,例9-4、沖床的最大沖壓力F=400kN，沖頭材料的許用壓應(yīng)力=440MPa，鋼板的剪切強度極限u=360MPa，試求沖頭能沖剪的最小孔徑d和最大的鋼板厚度.,解：,(2)由鋼板的剪切破壞條件,d=34mm,=10.4mm,(1)沖頭為軸向壓縮變形,21,例題9-5、一鉚釘接頭用四個鉚釘連接兩塊鋼板.鋼板與鉚釘材料相同.鉚釘直徑d=16mm，鋼板的尺寸為b=100mm，t=10mm，F(xiàn)=90kN，鉚釘?shù)脑S用應(yīng)力是=120MPa，bS=160MPa，鋼板的許用拉應(yīng)力=160MPa.試校核鉚釘接頭的強度.,22,1、校核鉚釘?shù)募羟袕?