连接件强度计算.ppt
8-5 连接件的实用计算法以螺栓以螺栓(或铆钉或铆钉)连接为例，连接为例，螺栓破坏实验螺栓破坏实验表明表明,连接处的破坏可能性有三种：连接处的破坏可能性有三种：FFFF(1)(1)螺螺栓栓在在两两侧侧与与钢钢板板接接触触面面的的压压力力F作作用用下下，将将沿沿m-m截面被截面被剪断剪断；(2)(2)螺栓与钢板在相互接触面上因螺栓与钢板在相互接触面上因挤压挤压而使连接松动；而使连接松动；(3)(3)钢板在受钢板在受螺栓孔削弱螺栓孔削弱的截面处被拉断。的截面处被拉断。其他的连接也都有类似的破坏可能性。其他的连接也都有类似的破坏可能性。FFmm 在局部面积上的受压称为挤压或承压。在局部面积上的受压称为挤压或承压。相当复杂相当复杂的问题的问题。工程上对螺栓连接的强度计算，均采用直接实验工程上对螺栓连接的强度计算，均采用直接实验为依据的为依据的实用计算实用计算。1.剪切的实用计算 剪切面剪切面:螺栓将沿两侧外力之螺栓将沿两侧外力之间、与外力作用线平行的截面间、与外力作用线平行的截面mm发生相对错动，这种变形发生相对错动，这种变形形式为剪切。形式为剪切。m-m截面发生剪切截面发生剪切变形变形,称为剪切面称为剪切面 用用截截面面法法，可可得得剪剪切切面面上上的的内内力，即剪力力，即剪力FS。FFFmmFsmm 在剪切实用计算中，假设剪切面上各各点点处处的的切切应应力力相相等等，得剪切面上的名义切应力和剪切的强度条件 注意：连接件计算中，注意：连接件计算中，连接件材料的许用切应力连接件材料的许用切应力 是是通过直接通过直接试验试验，按上式得到剪切破坏时材，按上式得到剪切破坏时材料的极限切应力，再除以安全因数，即得料的极限切应力，再除以安全因数，即得;可在有关的设计规范中查到，它与钢材在可在有关的设计规范中查到，它与钢材在纯剪应纯剪应力力状态时的容许剪应力状态时的容许剪应力显然是不同显然是不同的。的。FS为为剪切面上的剪力；剪切面上的剪力；AS为剪切面的面积为剪切面的面积。对对大大多多数数的的连连接接件件(或或连连接接)来来说说，剪剪切切变变形形及及剪切强度是主要的。剪切强度是主要的。例例8-118-11 图图示示的的销销钉钉连连接接中中，构构件件A通通过过安安全全销销C将将力力偶偶矩矩传传递递到到构构件件B。已已知知荷荷载载F=2kN，加加力力臂臂长长l=1.2m，构构件件B的的直直径径D=65mm，销销钉钉的的极极限限切切应应力力 u=200MPa。试求安全销所需的直径试求安全销所需的直径d。解解：取构件：取构件B和安全销为研和安全销为研究对象，其受力为究对象，其受力为 由平衡由平衡条件条件 剪力为剪力为剪切面积为剪切面积为FFDOdDACBlOFssFeM 当安全销横截面上的切应力达到其极限值时，销当安全销横截面上的切应力达到其极限值时，销钉被剪断，即剪断条件为钉被剪断，即剪断条件为 解得2.挤压的实用计算 分分析析受受力力、确确定定挤挤压压面面:实实际际的的挤挤压压面面是是半半个个圆圆柱面柱面，而在实用计算中用其，而在实用计算中用其直径平面直径平面Abs来代替来代替 在在螺螺栓栓连连接接中中，在在螺螺栓栓与与钢钢板板相相互互接接触触的的侧侧面面上上，将发生将发生彼此间的局部承压现象，称为彼此间的局部承压现象，称为挤压挤压。在接触面上的压力，称为在接触面上的压力，称为挤压力挤压力Fbs 挤挤压压力力过过大大，可可能能引引起起螺螺栓栓压压扁扁或或钢钢板板在在孔孔缘缘压压皱，从而导致连接松动而皱，从而导致连接松动而失效失效 实际接触面直径投影面bsFF bs是是通通过过直直接接试试验验，并并按按上上式式得得到到材材料料的的极极限限挤挤压压应应力力，从从而而确确定定之。之。名义挤压应力和挤压强度条件名义挤压应力和挤压强度条件 解：键的受力分析如图例例8-12 齿轮与轴由平键（b=16mm，h=10mm，）连接，它传递的扭矩m=1600Nm，轴的直径d=50mm，键的许用剪应力为=80M Pa，许用挤压应力为 bs=240M Pa，试设计键的长度。mmdFbhLmdFbhL剪应力和挤压应力的强度条件综上AS例8-13 销钉连接如图。已知F=18kN,t=8mm,t1=5mm,d=15mm,材料许用剪应力=60MPa,许用挤压应力bs=200MPa,试校核销钉的强度。解：（1）剪应力强度（2）挤压强度 销钉满足强度要求。3、铆钉组承受横向荷载 FFFF在铆钉组的计算中假设：在铆钉组的计算中假设：（1 1）无论铆接的方式如何，均不考虑弯曲的影响。）无论铆接的方式如何，均不考虑弯曲的影响。（2 2）若外力的作用线通过铆钉组横截面的形心，）若外力的作用线通过铆钉组横截面的形心，且同一组内各铆钉的直径相同，则每个铆钉的受力且同一组内各铆钉的直径相同，则每个铆钉的受力也相同。也相同。每个铆钉的受力为：每个铆钉的受力为：两个剪切面FFFF一个剪切面一个剪切面例例8-148-14 某某钢钢桁桁架架的的一一结结点点如如图图。斜斜杆杆A由由两两个个63mm 6mm的的等等边边角角钢钢组组成成，受受力力F=140kN的的作作用用。该该斜斜杆杆用用螺螺栓栓连连接接在在厚厚度度为为=10mm的的结结点点板板上上，螺螺栓栓直直径径为为d=16mm。已已知知角角钢钢、结结点点板板和和螺螺栓栓的的材材料料均均为为Q235钢钢，许许用用应应力力为为=170MPa，=130MPa，bs=300MPa。试试选选择择螺螺栓栓个个数数，并并校核斜杆校核斜杆A的拉伸强度的拉伸强度。选选择择螺螺栓栓个个数数的的问问题题：先先从从剪剪切切强强度度条条件件选选择择螺螺栓个数，然后用挤压强度条件来校核。栓个数，然后用挤压强度条件来校核。当当各各螺螺栓栓直直径径相相同同，且且外外力力作作用用线线过过该该组组螺螺栓栓截截面面的的形形心心时时，可可假假定定每每个个螺螺栓栓的的受受力力相相等等，对对每每个个螺螺栓栓(总数为总数为n)剪切强度条件剪切强度条件 FFssFFnA得得取取校核校核挤压强度挤压强度（参照上页图）（参照上页图）螺栓满足挤压强度条件螺栓满足挤压强度条件 校核角钢的校核角钢的拉伸强度拉伸强度 对应最弱截面对应最弱截面m-m的轴力的轴力角钢横截面角钢横截面m-m上的拉应力上的拉应力FbsFbsFbsFmmFF2F33+解：受力分析如图例例8-15 一铆接头如图所示，受力F=110kN，已知钢板厚度为 t=1cm，宽度 b=8.5cm，许用应力为=160M Pa；铆钉的直径d=1.6cm，许用剪应力为=140M Pa，许用挤压应力为bs=320M Pa，试校核铆接头的强度。（假定每个铆钉受力相等。）bFFttdFFF11 2233F/4钢板的2-2和3-3面为危险面剪应力和挤压应力的强度条件综上，接头安全。ttdFFF11 2233F/4例例8-16 图示悬臂梁，有两块木板钉成图示悬臂梁，有两块木板钉成T型截面，铁型截面，铁钉的许用剪力钉的许用剪力FS=800N。求铁钉的间距。求铁钉的间距。解：解：
