第三章连接件强度的实用计算优秀课件.ppt
第三章连接件强度的实用计算第1 页，本讲稿共22 页1 3.1 概述 3.2 剪切的实用计算 3.3 挤压的实用计算第2 页，本讲稿共22 页2 如果受拉构件是拼接的，除了受拉，还受什么作用？注意力转到 联接件3.1 概 述在 被联接构件（Connective Components）之间，常用铆钉作为 联接件（Connector）第3 页，本讲稿共22 页3 两个或多个构件相连 1.用 钉子、铆钉等联结 2.焊接 3.其它 本章只研究 4种联接件螺栓、销钉、铆钉、键块 联接件体系（联接件、被联接构件）的受力特点：力在一条轴线上传递中有所偏离（与拉压情况不同）问题：1.力传递的偏离引起什么新的力学现象？2.如何计算联接件、被联接构件的强度？第4 页，本讲稿共22 页4简单典型 1个螺栓、2个被联接的构件先研究螺栓的受力情况第5 页，本讲稿共22 页5螺栓受力特点 1、横截面 mn,pq 上 有作用力 V 象剪刀一样，试图把螺栓从该截面处剪开 称V为剪力(Shear force)，引起切应力（Shear stress)2、杆段、受到被联接构件的挤压（Bearing)引起挤压应力（Bearing stress)第6 页，本讲稿共22 页6基于螺栓的受力分析，容易预测出螺栓可能的失效形式（1）在截面mn,pq处被剪断（2）受挤压部分的半圆被“挤扁”（近似半椭圆）照片中的螺栓产生了塑性变形，验证了情况(2)还应当研究被联接构件有没有新的受力特点第7 页，本讲稿共22 页7被联接构件受力特点 1、没有受剪力作用 2、同螺栓杆段、对应半圆孔受到螺栓挤压，有可能导致变形过大而失效（变成近似椭圆孔）3、螺栓挤压，有可能把被联接构件端部豁开（一般将端部设计得充分长，抵御豁开力，因而对此 不计算）第8 页，本讲稿共22 页8 为保证设计的安全,必须对联接件、被联接构件 进行强度计算：联接件 切应力，挤压应力 被联接构件 挤压应力 切应力、挤压应力的分布函数很复杂，需用有限元等 数值方法计算（如挤压应力属于接触问题）为了方便工程，提出实用计算 假定应力均匀分布，得到名义应力；本质算平均应力 剪切实用计算的步骤 1、算出剪力（根据静力平衡）2、计算名义切应力（或平均切应力）3、强度校核 3.2 剪切的实用计算第9 页，本讲稿共22 页9剪切强度计算 1、剪力 2、名义切应力 假定切应力均匀分布，剪力 V 引起的切应力为 m 名义 的汉语拼音，或 平均（mean）的英文缩写第10 页，本讲稿共22 页10为许用切应力 3、强度校核 若 说明设计满足强度要求 否则，需重新设计，如加大螺栓直径等第1 1 页，本讲稿共22 页1 1 如何确定许用切应力 对材料做剪切试验，可测得剪断时的切应力值则该材料的许用切应力为 剪切安全因数 试验结论塑性 脆性第12 页，本讲稿共22 页12算 例第13 页，本讲稿共22 页131.静力平衡得到 剪力 V=P2.螺栓截面 mn 上平均切应力或名义切应力 3.强度校核 第14 页，本讲稿共22 页14 在联接件中通常同时出现 挤压应力和切应力 但二者有明显区别AB剪力V挤压力PA向剪力作用面 积B向挤压力计算 面 积 Abs3.3 挤压的实用计算 挤压应力计算面积 实际挤压面在垂直挤压力 方向上的投影 bs bearing stress第15 页，本讲稿共22 页15AB剪力V挤压力PA向剪力作用面 积B向挤压力计算 面 积 Abs 注意：实际挤压面是半圆柱 切应力 1、计算面积是剪力的真实作用区 2、名义切应力是真实的平均切应力 挤压应力 1、计算面积不一定是挤压力真实作用区 2、名义挤压应力不一定是平均挤压应力 第16 页，本讲稿共22 页16 综上所述，挤压应力 公式属于真正的假定计算 许用挤压应力也是靠破坏试验确定 试验结果 联接件 中通常同时出现 挤压应力、切应力 被联接构件通常只出现 挤压应力第17 页，本讲稿共22 页17例 题第18 页，本讲稿共22 页18 外载集度 p=2MPa,角钢厚 t=12mm,长 L=150mm,宽b=60mm，螺栓直径 d=15mm.求螺栓名义切应力 和螺栓与角钢间的名义挤压应力（忽略角钢与工字 钢之间的摩擦力）解：（1）角钢承受的总载荷（2）每个螺栓的剪力第19 页，本讲稿共22 页19（3）螺栓所受的名义切应力4）单个螺栓与角钢 间的挤压力 第20 页，本讲稿共22 页20（5）螺栓与角钢间的名义挤压应力第21 页，本讲稿共22 页21 例题要点提示 例3.1（P76）（1）看懂图3.5(a)（2）(P77)第1-3行一段话(由于强度)不妥(应改为:应当分段验算销钉的挤压强度)例3.2（P77）（1）如何传力（2）剪力、挤压力计算 例3.3（P79）（1）剪切面判断沿圆周垂直向下（2）挤压面判断圆面积 例3.4（P79）（1）假定铆钉受力相同（2）铆钉的剪切、挤压（3）钢板的局部挤压、整体拉伸第22 页，本讲稿共22 页22
