《谢奇之-工程力学》连接件的强度计算.ppt

工程力学工程力学连接件的强度计算连接件的强度计算授课教师：谢奇之授课教师：谢奇之电话：电话：邮箱：邮箱：1Engineering MechanicsEngineering Mechanics 91 剪切实用计算强度条件剪切实用计算强度条件 92 挤压实用计算强度条件挤压实用计算强度条件 93 连接件强度计算连接件强度计算第九章第九章 连接件的强度计算连接件的强度计算Engineering MechanicsEngineering Mechanics9-1 9-1 剪切实用计算强度条件剪切实用计算强度条件(1)螺栓连接(2)铆钉连接FF螺栓螺栓FF铆钉铆钉1、剪切实例、剪切实例剪剪切切面面Engineering MechanicsEngineering Mechanics螺栓螺栓铆钉铆钉Engineering MechanicsEngineering Mechanics(3)键块联接轴轴键键齿轮齿轮FFtdt1t1d(4)销轴联接mEngineering MechanicsEngineering Mechanics（2）变形特点（1）受力特点作用于构件某一截面（剪切面）两侧的力，大小相等、方向相反且相距很近。构件的两部分沿剪切面发生相对错动。仅一个剪切面称为单剪若有两个剪切面则称为双剪FFnnFF2FF2FF2、剪切的概念（3）单剪与双剪Engineering MechanicsEngineering Mechanics（1）剪切面上内力剪力FS-主要成分弯矩M-次要成分，可忽略。（2）剪切面上应力计算假设剪应力均匀分布，则：其中A为剪切面的面积。为名义剪应力。FSM3、剪切的实用计算Engineering MechanicsEngineering Mechanics 在该试验中，应使试样的受力尽可能地接近实际联接件的情况，求得试样失效时的极限载荷FS0，然后根据公式求出名义极限剪应力0，除以安全系数n，得许用剪应力t，从而建立强度条件。（3）剪切强度条件许用剪应力通过试验得到。对于塑性较好的低碳钢材料，根据实验所积累的数据并考虑安全系数，与许用拉应力之间的关系为：=(0.60.8)对于脆性材料：=(0.81.0)Engineering MechanicsEngineering Mechanics例91、测定材料剪切强度的剪切器的示意图如图a所示。设圆试件的直径d=15mm,当力F=31.5kN时，试件被剪断，试求材料的名义剪切极限应力。若取剪切许用应力为=80MPa,试问安全系数等于多大？解:（1）名义剪切极限应力剪力剪切面面积(2)安全系数许用剪切应力(b)FF/2F/2(a)Fd名义剪切极限应力Engineering MechanicsEngineering Mechanics 在外力的作用下，联接件和被联接件在接触面上将相互压紧，这种局部受压的情况称为挤压。挤压面该接触面。挤压力该压紧力。挤压破坏在接触处的局部区域产生塑性变形或压溃。FFFF挤压面挤压面挤压面挤压面剪切面剪切面剪切面剪切面FF9-2 9-2 挤压实用计算强度条件挤压实用计算强度条件Engineering MechanicsEngineering Mechanics挤压的假定计算挤压的假定计算式中bs为挤压应力，（1）挤压应力F为挤压面上传递的力挤压力 Abs为挤压计算面积。当接触面为平面时，Abs 就是接触面的面积；当接触面为圆柱面时（如铆钉与钉孔间的接触面），Abs应取圆孔或圆钉的直径平面面积。（2）挤压强度条件材料的许用挤压应力bs可由有关规范中查到。对于钢材，一般可取bs=（1.72.0)Engineering MechanicsEngineering Mechanics连接处破坏三种形式:钢板在受铆钉孔削弱的截面处，应力增大，易在连接处拉断.nn（合力合力）（合力合力）FF(1)剪切破坏(2)挤压破坏(3)拉伸破坏FF沿铆钉的剪切面剪断，如沿n n面剪断。铆钉与钢板在相互接触面上因挤压而使连接松动，发生破坏。9-3 9-3 连接件强度连接件强度计算计算Engineering MechanicsEngineering Mechanics2、强度条件的应用、强度条件的应用(1)校核强度(2)设计截面(3)求许可载荷(4)破坏条件Engineering MechanicsEngineering Mechanics指出图示接头的剪切面积和挤压面积FABCDE剪切面积挤压面积Engineering MechanicsEngineering MechanicsDdhF(1)销钉的剪切面面积 A(2)销钉的挤压面面积 AbS 思考题Engineering MechanicsEngineering MechanicsDdhF挤压面挤压面挤压面挤压面剪切面剪切面剪切面剪切面hd挤压面挤压面挤压面挤压面Engineering MechanicsEngineering Mechanics例题2-21、试校核销钉的强度。FFtdt1t1解:F剪切面剪切面挤压面挤压面(1)销钉受力如图b所示取中间段进行研究F=18kN销钉材料的许用切应力为 =60MPa许用挤压应力为bS=200MPa d=15mmt1=5mmt=8mmEngineering MechanicsEngineering MechanicsFFSFS(2)校核剪切强度由截面法得两个面上的剪力剪切面积为(3)挤压强度校核dF剪切面剪切面挤压面挤压面故销钉是安全的.Engineering MechanicsEngineering Mechanics例题2-22、铆钉和板用同一种材料制成，F=15kN，试选择直径d。F/2FF/2t2tt解：解：取铆钉中段研究FFSFS1、剪切强度计算 剪力：2、挤压强度计算 挤压力：若取标准件，查手册，d=20mm。t=8mm=30MPasbs=100MPaEngineering MechanicsEngineering Mechanics讨论：(2)若铆钉和板用不同材料制成，计算挤压强度时，应以铆钉为研究对象还是以板为研究对象？(1)若中间板的厚度为3t，应取哪段研究？F/2FF/2t3ttF/2FF/2t2ttEngineering MechanicsEngineering Mechanics例2-23、冲床的最大冲压力F=400kN，冲头材料的许用压应力=440MPa，钢板的剪切强度极限u=360MPa，试求冲头能冲剪的最小孔径d和最大的钢板厚度 .解：(2)由钢板的剪切破坏条件d=34mm=10.4mm(1)冲头为轴向压缩变形Engineering MechanicsEngineering Mechanics例题2-24、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.铆钉直径 d=16mm，钢板的尺寸为 b=100mm，t=10mm，F=90kN，铆钉的许用应力是 =120MPa，bS=160MPa，钢板的许用拉应力=160MPa.试校核铆钉接头的强度.Engineering MechanicsEngineering Mechanics1、校核铆钉的剪切强度每个铆钉上下半段受力均为 F/4每个铆钉受剪面上的剪力为 FFbF/4F/4剪切面剪切面剪切面剪切面Engineering MechanicsEngineering MechanicsF/4F/4剪切面剪切面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每个铆钉受挤压力为F/4(3)校核钢板的拉伸强度FF/4F/4F/4F/4+F3F/4F/4112233Engineering MechanicsEngineering MechanicsFF/4F/4F/4F/41122整个接头是安全的Engineering MechanicsEngineering Mechanics谢 谢！