第八章连接件优秀课件.ppt

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1、第八章连接件第1页，本讲稿共17页 工程实际中工程实际中,采用简化计算的方法，计算名义应采用简化计算的方法，计算名义应力（包括剪切应力、挤压应力）力（包括剪切应力、挤压应力），称为称为工程实用计工程实用计算法算法。铆钉、螺栓、键等起连接作用的部件，统称为连铆钉、螺栓、键等起连接作用的部件，统称为连接件。接件。主要包括主要包括连接件的剪切实用计算连接件的剪切实用计算 、挤压实用计算。、挤压实用计算。第2页，本讲稿共17页8.2 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

2、)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截截面面被被剪断剪断；(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第3页，本讲稿共17页 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。相当复杂的问相当复杂的问题题。工程上对螺栓连接的强度计算，均采用直接实验为工程上对螺栓连接的强度计算，均采用直接实验为依据的依据的实用计算实用

3、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间、螺栓将沿两侧外力之间、与外力作用线平行的截面与外力作用线平行的截面mm发生发生相对错动，这种变形形式为剪切。相对错动，这种变形形式为剪切。m-m截面发生剪切变形截面发生剪切变形,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力，即剪力即剪力FS。FFFmmFsmm第4页，本讲稿共17页 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等相等，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

4、，按上式得到剪切破坏时材料的极限切，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，即得应力，再除以安全因数，即得;可在有关的设计可在有关的设计规范中查到，它与钢材在规范中查到，它与钢材在纯剪应力纯剪应力状态时的容许剪状态时的容许剪应力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剪切强度是主要的。切强度是主要的。第5页，本讲稿共17页例例 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

5、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。试试求求安安全全销销所需的直径所需的直径d。解解：取构件：取构件B和安全销为研究和安全销为研究对象，其受力为对象，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第6页，本讲稿共17页 当安全销横截面上的切应力达到其极限值时，销钉被剪当安全销横截面上的切应力达到其极限值时，销钉被剪断，即剪断条件为断，即剪断条件为 解得第7页，本讲稿共17页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

6、际的的挤挤压压面面是是半半个个圆圆柱柱面面，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皱，从而导致连接松动而从而导致连接松动而失效失效 实际接触面直径投影面bsFF第8页，本讲稿共17页 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

7、限限挤挤压压应应力，从而确定之。力，从而确定之。则则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 例例 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，并校核斜杆并校核斜杆A的拉伸强度的拉伸强度。第9页

8、，本讲稿共17页 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栓个个数数，然后用挤压强度条件来校核。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(总总数数为为n)剪切强度条件剪切强度条件 FFssFFnA第10页，本讲稿共17页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

9、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+第11页，本讲稿共17页8.3 铆钉连接的计算 按按铆铆钉钉组组的的受受载载方方式式讨讨论论铆铆钉钉连连接接的的强强度度计计算算，主主要要仍仍是是确定确定剪切面积、剪力、挤压力、挤压面积剪切面积、剪力、挤压力、挤压面积。1.铆钉组承受横向荷载 FFFF第12页，本讲稿共17页例例 两两根根钢钢轨轨铆铆接接成成组组合合梁梁，其其连连接接情情况况如如图图。每每根根钢钢轨轨的的横横截截面面面面积积A=8000mm2，形形心心距距离离底底边边的的高高度度c=80mm，每每一一钢钢轨轨横横截截面面对对其其自自身身形

10、形心心轴轴的的惯惯性性矩矩Iz1=1600 104mm4；铆铆 钉钉 间间 距距s=150mm，直直 径径d=20mm，许许 用用 切切 应应 力力=95MPa。若若梁梁内内剪剪力力FS=50kN，试试校校核核铆铆钉钉的的剪剪切切强度。不考虑上、下两钢轨间的摩擦。强度。不考虑上、下两钢轨间的摩擦。两个剪切面FFFF一个剪切面一个剪切面第13页，本讲稿共17页分析分析：在横力弯曲的情况下，由于相邻横截面上在横力弯曲的情况下，由于相邻横截面上弯矩不同弯矩不同，相应点处的相应点处的正应力不相等正应力不相等，故上、下两钢轨有沿其接触面发，故上、下两钢轨有沿其接触面发生生纵向错动纵向错动的趋势，铆钉将承

11、受剪力。的趋势，铆钉将承受剪力。每每排排铆铆钉钉(两两个个)承承受受的的剪剪力力为为一一根根钢钢轨轨在在距距离离等等于于铆铆钉钉纵向间距纵向间距s的两个横截面上压力的两个横截面上压力(或拉力或拉力)之差之差 由弯曲切应力公式计算由弯曲切应力公式计算 得到一个铆钉的剪力，剪切面积为铆钉横截面积，得到一个铆钉的剪力，剪切面积为铆钉横截面积，于是就可核铆钉的剪切强度。于是就可核铆钉的剪切强度。czz1M1sFsssFssTF=2sF1FTTFsFM第14页，本讲稿共17页8.4 榫齿连接 在在木木结结构构中中，除除了了螺螺栓栓连连接接和和钉钉连连接接外外，通通常常还还采采用用榫榫齿齿连连接接。榫榫齿

12、齿连连接接有有平平齿齿、单单齿齿和和双双齿齿连连接接三三种种，此此处介绍平齿连接。处介绍平齿连接。榫榫齿齿连连接接应应核核算算木木材材的的压压缩缩强强度度、剪剪切切强强度度和和拉拉伸伸强度。强度。caaFFbh第15页，本讲稿共17页（1）压缩强度压缩强度FN为承压面的压力；为承压面的压力；Ac为齿的承压面面积为齿的承压面面积,c 为木材的为木材的斜纹许用压应力斜纹许用压应力,下标下标 为压力为压力FN与木纹间的夹角。与木纹间的夹角。（2）剪切强度剪切强度第16页，本讲稿共17页 FS为为剪剪切切面面上上的的剪剪力力；AS为为剪剪切切面面的的面面积积.为为木木材材的的顺顺纹纹许许用用切切应应力力；KS为为考考虑虑沿沿剪剪切切面面长长度度切切应应力分布不均匀的降低因数力分布不均匀的降低因数.（3）拉伸强度拉伸强度 木木材材的的拉拉伸伸强强度度仍仍按按轴轴向向拉拉伸伸进进行行核核算算。值值得得注注意意的的是是，木木材材的的许许用用应应力力不不仅仅和和应应力力与与木木纹纹间间的的夹夹角角大大小小有有关关，而而且且与与温温度度、含含水水率率、荷荷载载作作用用时时间间以以，及及木木节节、裂裂纹纹等等缺陷有关缺陷有关.At为连接处木材的最小横截为连接处木材的最小横截面积。面积。第17页，本讲稿共17页