材料力学-第6章-连接件的实用计算课件.pptx
第第6 6章章 连接件的实用计算连接件的实用计算6.1 6.1 6.1 6.1 引言引言引言引言6.2 6.2 6.2 6.2 连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算6.1 6.1 6.1 6.1 引言引言引言引言一、基本概念和实例一、基本概念和实例1.1.连接件：连接件：2.2.工程实例工程实例(1)1)1)1)螺栓连接螺栓连接螺栓连接螺栓连接FF铆钉铆钉(2)(2)铆钉连接铆钉连接在构件连接处起连接作用的部件。在构件连接处起连接作用的部件。特点：可传递一般力特点：可传递一般力不可拆卸不可拆卸可拆卸可拆卸(3)(3)键块联接键块联接6.1 6.1 6.1 6.1 引言引言引言引言齿轮齿轮一、基本概念和实例一、基本概念和实例1.1.连接件：连接件：2.2.工程实例工程实例在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件。在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件。特点：可传递一般力特点：可传递一般力不可拆卸不可拆卸可拆卸可拆卸(1)1)1)1)螺栓连接螺栓连接螺栓连接螺栓连接(2)(2)铆钉连接铆钉连接(3)(3)键块联接键块联接 M轴轴键键特点：传递扭矩特点：传递扭矩可拆卸可拆卸M6.1 6.1 6.1 6.1 引言引言引言引言可拆卸可拆卸一、基本概念和实例一、基本概念和实例1.1.连接件：连接件：2.2.工程实例工程实例在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件。在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件。特点：可传递一般力特点：可传递一般力不可拆卸不可拆卸可拆卸可拆卸(1)1)1)1)螺栓连接螺栓连接螺栓连接螺栓连接(2)(2)铆钉连接铆钉连接(3)(3)键块联接键块联接(4)(4)销轴联接销轴联接特点：传递扭矩特点：传递扭矩AB特点：可传递一般力特点：可传递一般力可拆卸可拆卸6.1 6.1 6.1 6.1 引言引言引言引言一、基本概念和实例一、基本概念和实例1.1.连接件：连接件：2.2.工程实例工程实例3.3.受力特点受力特点FF铆钉铆钉nnFF构件受两组大小相等、方向相反、作用构件受两组大小相等、方向相反、作用线相互很近的平行力系作用。线相互很近的平行力系作用。4.4.变形特点变形特点构件沿两组平行力系的交界面发生相对构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动。错动。连接处破坏形式连接处破坏形式？5.5.连接处的破坏形式连接处的破坏形式6.1 6.1 6.1 6.1 引言引言引言引言5.5.连接处的破坏形式连接处的破坏形式一、基本概念和实例一、基本概念和实例nnFFn nn nF FF FS S剪切面剪切面(1)(1)剪切破坏剪切破坏连接件连接件沿剪切面沿剪切面的的剪断剪断挤压挤压面面(2)(2)挤压破坏挤压破坏 连接件连接件与与被连接件被连接件在在相互接触面上因挤压相互接触面上因挤压而使连接松动，发生而使连接松动，发生破坏破坏。被连接件在受连接件被连接件在受连接件处削弱的截面处，应处削弱的截面处，应力增大，易在连接处力增大，易在连接处拉断。拉断。(3)(3)拉伸拉伸破坏破坏第第6 6章章 连接件的实用计算连接件的实用计算6.1 6.1 6.1 6.1 引言引言引言引言6.2 6.2 6.2 6.2 连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算6.2 6.2 6.2 6.2 连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算实用计算方法：实用计算方法：根据构件的破坏可能性，采用能反映受力基本特征，并简根据构件的破坏可能性，采用能反映受力基本特征，并简化计算的假设，计算其名义应力，然后根据直接试验的结果，化计算的假设，计算其名义应力，然后根据直接试验的结果，确定其相应的许用应力，以进行强度计算。确定其相应的许用应力，以进行强度计算。nnFF适用：适用：实用计算假设：实用计算假设：假设剪应力在整个剪切面上均匀分布，等于剪切面上的平均应力。构件体积不大，真实应力相当复杂情况。构件体积不大，真实应力相当复杂情况。6.2 6.2 6.2 6.2 连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算mmFFS1.1.内力计算内力计算FS S -剪力剪力 FFmm2.2.名义切应力名义切应力A-剪切面的面积剪切面的面积 一、剪切计算一、剪切计算关键：关键：剪切面的确定剪切面的确定剪切面剪切面3.3.强度条件强度条件 :为材料的许用切应力为材料的许用切应力6.2 6.2 6.2 6.2 连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算FFmm二个剪切面二个剪切面mmFFS关键：关键：剪切面的确定剪切面的确定剪切面剪切面一、剪切计算一、剪切计算1.1.内力计算内力计算2.2.名义切应力名义切应力3.3.强度条件强度条件6.2 6.2 6.2 6.2 连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算FFFF挤压面挤压面剪切面剪切面1.1.挤压力挤压力：一、剪切计算一、剪切计算二二、挤压计算、挤压计算假设：假设：挤压应力在有效挤挤压应力在有效挤压面上均匀分布。压面上均匀分布。（1 1）连接件被压扁）连接件被压扁（2 2）被连接件在孔缘压成椭圆）被连接件在孔缘压成椭圆2.2.挤压破坏的两种形式挤压破坏的两种形式FF3.3.挤压应力挤压应力FbS -挤压力挤压力AbS -挤压面的面积挤压面的面积4.4.强度条件强度条件 bS-许用挤压应力许用挤压应力挤压面挤压面1.1.位置？位置？2.2.大小？大小？6.2 6.2 6.2 6.2 连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算 挤压面积挤压面积AbS为实为实际接触面在直径平面上的投影面积际接触面在直径平面上的投影面积 d dt5.5.5.5.挤压面的面积计算挤压面的面积计算挤压面的面积计算挤压面的面积计算一、剪切计算一、剪切计算二二、挤压计算、挤压计算当接触面为圆柱面时当接触面为圆柱面时,实际接实际接 触面触面当接触面为平面时当接触面为平面时,AbS 为实际接触面面积为实际接触面面积.直径投直径投影面影面实际挤压面实际挤压面F FbsbsF FbsbsF FbsbsFbsFbsFbs6.2 6.2 6.2 6.2 连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算1 1.校核强度校核强度2.2.设计截面设计截面3.3.求许可载荷求许可载荷三三、强度分析应用、强度分析应用一、剪切计算一、剪切计算二二、挤压计算、挤压计算6.2 6.2 6.2 6.2 连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算FFbs例例例例6-1 6-1 木榫接头如图所示，木榫接头如图所示，a=b =12cm，h=35cm，c=4.5cm,P=40KN，试，试求接头的切应力和挤压应力。求接头的切应力和挤压应力。解解：受力分析如图受力分析如图：切应力和挤压应力切应力和挤压应力剪切面和剪力为剪切面和剪力为 挤压面和挤压力为：挤压面和挤压力为：FFachFFb仰视图仰视图6.2 6.2 6.2 6.2 连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算解：解：(1)(1)键的受力分析如图键的受力分析如图例例例例6-2 6-2 齿轮与轴由平键连接齿轮与轴由平键连接,已知轴的直径已知轴的直径d=70mm，键的尺寸为键的尺寸为bhL=20 12 100mm，传递的扭转力偶矩传递的扭转力偶矩Me=2kN.m，键的许用切应力为键的许用切应力为=60MPa，许许用挤压应力为用挤压应力为 bs=100MPa。试校核键的强度。试校核键的强度。bhlMed dFMeh hMe6.2 6.2 6.2 6.2 连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算解：解：(1)(1)键的受力分析如图键的受力分析如图例例例例6-3 6-3 齿轮与轴由平键连接齿轮与轴由平键连接,已知轴的直径已知轴的直径d=70mm，键的尺寸为键的尺寸为bhL=20 12 100mm，传递的扭转力偶矩传递的扭转力偶矩Me=2kN.m，键的许用切应力为键的许用切应力为=60MPa，许许用挤压应力为用挤压应力为 bs=100MPa。试校核键的强度。试校核键的强度。bhl(2)(2)校核校核剪切强度剪切强度(3)(3)校核校核挤压强度挤压强度此键此键安全安全6.2 6.2 6.2 6.2 连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算dF例例例例6-46-4一一销销钉钉连连接接如如图图所所示示，已已知知外外力力 F=18kN,被被连连接接的的构构件件A 和和 B 的的厚厚度度分分别别为为 t=8mm 和和t t1 1=5mm,销销 钉钉 直直 径径 d=15mm,销销 钉钉 材材 料料 的的 许许 用用切切 应应 力力为为 =60MPa ,许许 用用 挤挤 压压 应应 力力 为为 b bS S=200MPa。试试 校校 核核 销销 钉钉 的的 强强 度度.t1FFAtt1Bd解解:(1):(1)销钉受力如图销钉受力如图b b所示所示挤压面挤压面剪切面剪切面(2)(2)校核剪切强度校核剪切强度剪切面积为剪切面积为(3)(3)挤压强度校核挤压强度校核这两部分的挤压力相等，故应取长度这两部分的挤压力相等，故应取长度为为t t的中间段进行挤压强度校核。的中间段进行挤压强度校核。FF FS SF FS S故销钉安全故销钉安全6.2 6.2 6.2 6.2 连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算(1)销钉的剪切面面积销钉的剪切面面积 A(2)销钉的挤压面面积销钉的挤压面面积 AbS 思考题思考题DdhF6.2 6.2 6.2 6.2 连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算挤挤 压压 面面挤挤 压压 面面DdhF挤挤 压压 面面挤挤 压压 面面剪剪 切切 面面剪剪 切切 面面(1)销钉的剪切面面积销钉的剪切面面积 A(2)销钉的挤压面面积销钉的挤压面面积 AbS 思考题思考题6.2 6.2 6.2 6.2 连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算 冲床的最大冲压力冲床的最大冲压力F=400kN，冲头材料的许用压应力，冲头材料的许用压应力=440MPa，钢板的，钢板的剪剪切强度极限切强度极限 u=360MPa，试求，试求冲头能冲剪的最小孔径冲头能冲剪的最小孔径d和最大的钢板厚度和最大的钢板厚度 .冲头冲头冲头冲头 d钢板钢板钢板钢板冲模冲模冲模冲模F FFF解解 (1)(1)冲头冲头d=34mm为轴向压缩变形为轴向压缩变形为强度问题为强度问题剪切面剪切面剪切面剪切面F (2)(2)钢板钢板剪切破坏条件剪切破坏条件=10.4mm6.2 6.2 6.2 6.2 连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算 一铆钉接头用四个铆钉连接两块钢板一铆钉接头用四个铆钉连接两块钢板.钢板与铆钉材料相同钢板与铆钉材料相同.铆钉直径铆钉直径 d=16mm，钢板的尺寸为，钢板的尺寸为 b=100mm，t=10mm，F=90kN，铆钉的许用应力是，铆钉的许用应力是 =120MPa，bS=120MPa，钢板的许用拉应力钢板的许用拉应力 =160MPa.试校核铆钉试校核铆钉接头的强度接头的强度.FFttFFbF F/4/4F F/4/4剪切面剪切面6.2 6.2 6.2 6.2 连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算连接件的实用计算例例例例6-5 6-5 一铆钉接头用四个铆钉连接两块钢板一铆钉接头用四个铆钉连接两块钢板.钢板与铆钉材料相同钢板与铆钉材料相同.铆钉直径铆钉直径 d=16mm，钢板的尺寸为，钢板的尺寸为 b=100mm，t=10mm，F=90kN，铆钉的许用应力是，铆钉的许用应力是 =120MPa，bS=120MPa，钢板的许用拉应力钢板的许用拉应力 =160MPa.试校核铆钉试校核铆钉接头的强度接头的强度.(1)校核铆钉的剪切强度校核铆钉的剪切强度每个铆钉受力为每个铆钉受力为 F/4每个铆钉受剪面上的剪力为每个铆钉受剪面上的剪力为 解：解：FFbF F/4/4F F/4/4剪切面剪切面挤压面挤压面挤压面挤压面(2)校核铆钉的挤压强度校核铆钉的挤压强度每个铆钉受挤压力为每个铆钉受挤压力为F/4(3)(3)校核钢板的拉伸强度校核钢板的拉伸强度作业！作业！
