第04章轴向拉伸与压缩3.ppt

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1、4.7 连接件的强度计算连接件的强度计算连接构件用的螺栓、销钉、焊接、榫接等 这些连接件，不仅受剪切作用，而且同时还伴随着挤压作用。4.7.1 剪切实用计算剪切实用计算称为剪切面剪切面。在外力作用下，铆钉的截面将发生相对错动，在剪切面上与截面相切的内力，如图所示。称为剪力剪力()在剪切面上，假设切应力均匀分布，得到名义切应力名义切应力，即：剪切极限应力，可通过材料的剪切破坏试验剪切破坏试验确定。极限应力除以安全因数。即得出材料的许用应力在剪切面上与截面相切的内力，如图所示。称为剪力剪力()在剪切面上，假设切应力均匀分布，得到名义切应力名义切应力，即：剪切极限应力，可通过材料的剪切破坏试验剪切破

2、坏试验确定。极限应力除以安全因数。即得出材料的许用应力剪切强度条件表示为：剪切计算主要有以下三种：1、剪切强度校核；、剪切强度校核；2、截面设计；、截面设计；3、计算许用荷载、计算许用荷载。例题例题4.9 正方形截面的混凝土柱，其横截面边长为200mm，其基底为边长1m的正方形混凝土板，柱承受轴向压力 设地基对混凝土板的支反力为均匀分布，混凝土的许用切应力才能在钢板上冲出一个直径的圆孔。例题例题4.10 钢板的厚度，其剪切极限应力，问要加多大的冲剪力F，解：解：（1）、钢板受剪面面积（2）、剪断钢板的冲剪力 例题例题4.11 为使压力机在超过最大压力作用时，重要机件不发生破坏，在压力机冲头内装

3、有保险器（压塌块）。设极限切应力，已知保险器（压塌块）中的尺寸 试求保险器（压塌块）中的尺寸值。解：解：为了保障压力机安全运行，应使保险器达到最大冲压力时即破坏。利用保险器被剪断，以保障主机安全运行的安全装置，在压力容器、电力输送及生活中的高压锅等均可以见到。4.7.2 挤压实用计算挤压实用计算连接件与被连接件在互相传递力时，接触表面是相互压紧的，接触表面上的总压紧力称为挤压力挤压力，相应的应力称为挤压应力挤压应力()。假定挤压应力在计算挤压面上均匀分布，表示为：上式计算得到的名义挤压应力名义挤压应力与接触中点处的最大理论挤压应力最大理论挤压应力值相近。按名义挤压应力公式得到材料的极限挤压应力

4、极限挤压应力。从而确定了许用挤压应力 。挤压强度条件为：对于塑性材料：试求挤压应力切应力和拉应力例题例题4.12 图示木屋架结构端节点A的单榫齿连已知：接详图。该节点受上弦杆AC的压力，下使上弦杆与下弦杆的接触面力发生挤压；的水平分力使下弦杆的端部沿剪切面发生力剪切，在下弦杆截面削弱处截面，产生拉伸。的作用。及支座A的反力弦杆AB的拉力AyF解解：（1）、求截面的挤压应力计算挤压面面积：挤压应力(2)、求ed截面的切应力：（3）、计算下弦杆截面削弱处截面的拉应力 图所示一铆钉连接件，受轴向拉力F作用。已知：F=100kN，钢板厚=8mm，宽b=100mm，铆钉直径d=16mm，许用切应力=14

5、0MPa，许用挤压应力 =340MPa，钢板许用拉应力=170MPa。试校核该连接件的强度。解：解：连接件存在三种破坏的可能：（1）铆钉被剪断；（2）铆钉或钢板发生挤压破坏；（3）钢板由于钻孔，断面受到削弱，在削弱截面处被拉断。要使连接件安全可靠，必须同时满足以上三方面的强度条件。（1）铆钉的剪切强度条件 连接件有n个直径相同的铆钉时，且对称于外力作用线布置，则可设各铆钉所受的力相等：现取一个铆钉作为计算对象，画出其受力图，每个铆钉所受的作用力剪切面上的剪力所以铆钉满足剪切强度条件 剪力（2）挤压强度校核每个铆钉所受的挤压力剪应力的计算及强度校核所以连接件满足挤压强度条件。挤压应力的计算及强度

6、校核（3）板的抗拉强度校核 两块钢板的受力情况及开孔情况相同，只要校核其中一块即可。现取下面一块钢板为研究对象，画出其受力图和轴力图。截面1-1和3-3的净面积相同，而截面3-3的轴力较小，故截面3-3不是危险截面。截面2-2的轴力虽比截面1-1小，但净面积也小，故需对截面1-1和2-2进行强度校核。截面1-1：截面2-2：所以钢板满足抗拉强度条件。经以上三方面的校核，该连接件满足强度要求。思思 考考 题题1.如何利用材料的应力应变图，比较材料的强度、刚度和塑性，图中哪种材料的强度高，刚度大，塑性好?2.购买钢材时，应先查阅钢材的材质单，材质单上有哪两项强度指标和哪两项塑性指标？试阐述其物理意

7、义。3.如何判断塑性材料和脆性材料？试比较塑性材料和脆性材料的力学性能特点。4.制造螺栓的棒材要先经过冷拔，其目的是什么？钢材经过冷拔后有什么优点和缺点？5.何谓许用应力？安全因数的确定和工程有哪些密切关系？利用强度条件可以解决工程中的什么问题？习习 题题作用，设每个铆钉承担的力，铆钉的直径4.7 两块钢板用四个铆钉连接，受力，钢板的宽。试分别作钢板的轴力图，并求最大应力厚度，连接按（a）、（b）两种形式4.8 用钢索起吊一钢管如图所示，已知钢管重，钢索的直径，许用应力，试校核钢索的强度。4.10 图示构架，在A点受载荷作用，杆AB由两根槽钢构成，杆AC由一根工字钢，试为两杆选择型钢号码。，许用压应力构成，钢的许用拉应力角钢铆接在立柱上，构成支托。若铆钉的直径，试求铆钉的切应力4.17 图示用两个铆钉将的等边和挤压应力。材料的许用应力，试校核强度。4.19 图示铆接接头受轴向载荷作用，铆钉的直径已知使基础不被破坏，所需的厚度值。4.20 图示正方形混凝土柱，浇注在混凝土基础上，基础分两层，每层的厚度为。已知，假定地基对混凝土板的反力均匀分布，混凝土的许用切应力，试计算为