切應(yīng)力的計(jì)算公式剪切強(qiáng)度條件擠壓強(qiáng)度條件

1、切應(yīng)力的計(jì)算公式剪切強(qiáng)度條件擠壓強(qiáng)度條切應(yīng)力的計(jì)算公式剪切強(qiáng)度條件擠壓強(qiáng)度條件件第一頁，共17頁。 拉伸拉伸 壓縮壓縮第二頁，共17頁。（二）桿件的拉伸和壓縮（二）桿件的拉伸和壓縮1.拉伸和壓縮時(shí)橫截面上的應(yīng)力拉伸和壓縮時(shí)橫截面上的應(yīng)力平面假設(shè)：變形前為平面的橫截面，變形后仍為垂直于桿軸線的平面。說明桿內(nèi)縱向平面假設(shè)：變形前為平面的橫截面，變形后仍為垂直于桿軸線的平面。說明桿內(nèi)縱向纖維的伸長(zhǎng)量是相同的，或者說橫截面上每一點(diǎn)的伸長(zhǎng)量是相同的。纖維的伸長(zhǎng)量是相同的，或者說橫截面上每一點(diǎn)的伸長(zhǎng)量是相同的。FFFF第三頁，共17頁。橫截面上的內(nèi)力FN 也是均勻分布的，即應(yīng)力為常量，而且方向都垂直于橫截

2、面。此時(shí)的應(yīng)力稱為正應(yīng)力正應(yīng)力，以 表示。 計(jì)算公式為AFN正應(yīng)力的符號(hào)符號(hào)，拉伸時(shí)正應(yīng)力為正，壓縮時(shí)正應(yīng)力為負(fù)。FN實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論: :橫截面上每一點(diǎn)存在相同的拉力第四頁，共17頁。2.拉伸和壓縮的強(qiáng)度計(jì)算拉伸和壓縮的強(qiáng)度計(jì)算拉伸和壓縮構(gòu)件的強(qiáng)度條件拉伸和壓縮構(gòu)件的強(qiáng)度條件AFNmax SS Sb塑性材料塑性材料 脆性材料脆性材料 第五頁，共17頁。（三）桿件的剪切和擠壓（三）桿件的剪切和擠壓1.剪切和擠壓橫截面上的應(yīng)力剪切和擠壓橫截面上的應(yīng)力第六頁，共17頁。 連接兩鋼板的鉸制孔用螺栓，在外力的作用下，將沿著截面連接兩鋼板的鉸制孔用螺栓，在外力的作用下，將沿著截面m-n發(fā)生剪切變形。發(fā)生

3、剪切變形。在承受剪切作用的同時(shí)，在傳力的接觸面上，由于局部承受較大壓力，而出現(xiàn)塑性變?cè)诔惺芗羟凶饔玫耐瑫r(shí)，在傳力的接觸面上，由于局部承受較大壓力，而出現(xiàn)塑性變形，鋼板的圓孔可能擠壓成長(zhǎng)圓孔，或者螺栓的側(cè)表面被壓潰。形，鋼板的圓孔可能擠壓成長(zhǎng)圓孔，或者螺栓的側(cè)表面被壓潰。 這種在接觸表面互相壓緊而產(chǎn)生局部變形的現(xiàn)象，稱為擠壓。作用于接觸面上的壓力這種在接觸表面互相壓緊而產(chǎn)生局部變形的現(xiàn)象，稱為擠壓。作用于接觸面上的壓力，稱為擠壓力，用，稱為擠壓力，用Fp表示。擠壓面上的壓強(qiáng)稱為擠壓應(yīng)力，用表示。擠壓面上的壓強(qiáng)稱為擠壓應(yīng)力，用p表示。表示。 擠壓應(yīng)力與壓縮應(yīng)力不同，擠壓應(yīng)力只分布于兩構(gòu)件相互接觸的

4、局部區(qū)域，而壓縮應(yīng)力是擠壓應(yīng)力與壓縮應(yīng)力不同，擠壓應(yīng)力只分布于兩構(gòu)件相互接觸的局部區(qū)域，而壓縮應(yīng)力是分布在整個(gè)構(gòu)件內(nèi)部。分布在整個(gè)構(gòu)件內(nèi)部。第七頁，共17頁。2. 剪切和擠壓的強(qiáng)度計(jì)算剪切和擠壓的強(qiáng)度計(jì)算剪切面上有切應(yīng)力剪切面上有切應(yīng)力 存在，存在，切應(yīng)力切應(yīng)力 的計(jì)算公式的計(jì)算公式剪切強(qiáng)度條件剪切強(qiáng)度條件 擠壓強(qiáng)度條件擠壓強(qiáng)度條件 pppAF pdtApAFQ 241dAAFQFFnmmFQFQFF剪切面塑性材料塑性材料 脆性材料脆性材料 5 . 1 (p )5 . 2 9 . 0(p )5 . 1第八頁，共17頁。 根據(jù)連接的的工作情況，可將螺栓按受力形式分為受拉螺栓和受剪螺栓，兩者失效根

5、據(jù)連接的的工作情況，可將螺栓按受力形式分為受拉螺栓和受剪螺栓，兩者失效形式是不同的。形式是不同的。 螺栓連接的計(jì)算方法螺栓連接的計(jì)算方法 主要是確定螺紋小徑主要是確定螺紋小徑d d1 1，然后按照標(biāo)準(zhǔn)選定螺紋的公稱直徑（大徑），然后按照標(biāo)準(zhǔn)選定螺紋的公稱直徑（大徑）d d 等。等。 或校核螺栓危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度。或校核螺栓危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度。 其他尺寸及螺紋連接件是按照等強(qiáng)度理論的設(shè)計(jì)來確定。不需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。其他尺寸及螺紋連接件是按照等強(qiáng)度理論的設(shè)計(jì)來確定。不需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。 四、螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算四、螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算第九頁，共17頁。1.松螺栓連接連接的強(qiáng)度計(jì)算松螺栓連接連接的強(qiáng)度計(jì)算 螺栓

6、以受拉力作用為主，螺栓以受拉力作用為主， 失效形式主要為螺紋部分的塑性變形和斷裂，危險(xiǎn)失效形式主要為螺紋部分的塑性變形和斷裂，危險(xiǎn)截面為螺紋的小徑截面為螺紋的小徑d d1 1（一）普通螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算（一）普通螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)公式1d4F校核公式校核公式421dFAF計(jì)算出計(jì)算出d d1 1 后后再按標(biāo)準(zhǔn)查選螺紋的公稱直徑再按標(biāo)準(zhǔn)查選螺紋的公稱直徑d d。第十頁，共17頁。（1）受橫向工作載荷的受橫向工作載荷的緊螺栓連接緊螺栓連接 受橫向工作載荷的緊螺栓連接，在橫向工受橫向工作載荷的緊螺栓連接，在橫向工作載荷作載荷Fs的作用下，被連接件接合面間有相對(duì)的作用下，被連接件接合面間有

7、相對(duì)滑移趨勢(shì)，為防止滑移，由預(yù)緊力滑移趨勢(shì)，為防止滑移，由預(yù)緊力F所產(chǎn)生的所產(chǎn)生的摩擦力應(yīng)大于橫向工作載荷摩擦力應(yīng)大于橫向工作載荷Fs受力特點(diǎn)受力特點(diǎn)2.緊螺栓連接連接的強(qiáng)度計(jì)算緊螺栓連接連接的強(qiáng)度計(jì)算 m FSFS 螺栓預(yù)緊力螺栓預(yù)緊力fmCFFsfmFsF第十一頁，共17頁。 螺栓內(nèi)部危險(xiǎn)截面上既有軸向預(yù)緊力螺栓內(nèi)部危險(xiǎn)截面上既有軸向預(yù)緊力F形成的拉應(yīng)力形成的拉應(yīng)力 ，又有螺紋副之間的摩擦力矩，又有螺紋副之間的摩擦力矩T1而形成的扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力而形成的扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力 。只受預(yù)緊力緊螺栓連接，螺栓螺紋部分處于拉伸與扭轉(zhuǎn)的復(fù)合應(yīng)力只受預(yù)緊力緊螺栓連接，螺栓螺紋部分處于拉伸與扭轉(zhuǎn)的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)。狀態(tài)

8、。螺栓危險(xiǎn)界面上的拉伸應(yīng)力螺栓危險(xiǎn)界面上的拉伸應(yīng)力421dF螺栓危險(xiǎn)界面上的扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力螺栓危險(xiǎn)界面上的扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力16311dT第十二頁，共17頁。 對(duì)于常用的單線、三角形螺紋的普通螺栓，對(duì)于常用的單線、三角形螺紋的普通螺栓， ，根據(jù)第四理論，可求出當(dāng)量應(yīng)，根據(jù)第四理論，可求出當(dāng)量應(yīng)力力5 . 03 . 1)5 . 0(332222e3 . 1e43 . 121dF強(qiáng)度校核公式強(qiáng)度校核公式1d2 . 53 . 14FF設(shè)計(jì)計(jì)算公式設(shè)計(jì)計(jì)算公式第十三頁，共17頁。（2）受軸向工作載荷的受軸向工作載荷的緊螺栓連接緊螺栓連接第十四頁，共17頁。工作載荷作用前，螺栓只受預(yù)緊力工作載荷作用前，螺栓只受

9、預(yù)緊力F ，接合面受壓力，接合面受壓力。工作載荷作用后，在軸向工作載荷工作載荷作用后，在軸向工作載荷F 作用下，接合面有分作用下，接合面有分離趨勢(shì)，該處壓力由離趨勢(shì)，該處壓力由預(yù)緊力預(yù)緊力F 減為殘余預(yù)緊力減為殘余預(yù)緊力F ”，同時(shí)作用于螺栓。同時(shí)作用于螺栓。受力特點(diǎn)受力特點(diǎn)單個(gè)螺栓所受的總拉力單個(gè)螺栓所受的總拉力FQFFFQbbDD0FQpFQbbDD0FF第十五頁，共17頁。zDpF42 殘余預(yù)緊力殘余預(yù)緊力F的推薦值查表確定。的推薦值查表確定。壓力容器中的螺栓連接，除滿足強(qiáng)度要求外，還要有適當(dāng)?shù)穆菟ㄩg距壓力容器中的螺栓連接，除滿足強(qiáng)度要求外，還要有適當(dāng)?shù)穆菟ㄩg距t0， t0太大會(huì)影響連接太大會(huì)影響連接的緊密性，通常應(yīng)滿足的緊密性，通常應(yīng)滿足 3d t0 7d zDto0單個(gè)螺栓的軸向工作載荷單個(gè)螺栓的軸向工作載荷4/3 . 121dFQ1d 2 . 5QF強(qiáng)度校核公式強(qiáng)度校核公式設(shè)計(jì)計(jì)算公式設(shè)計(jì)計(jì)算公式第十六頁，共17頁。（二）鉸制孔用螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算（二）鉸制孔用螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算 受力特點(diǎn)：螺栓受載前后不需預(yù)緊，橫向受力特點(diǎn)：螺栓受載前后不需預(yù)緊，橫向載