第九章 连接件的强度计算

工程力学,第九章连接件的强度计算,2,第九章连接件的强度计算,9-1剪切实用计算强度条件,9-2挤压实用计算强度条件,9-3连接件强度计算,3,(1)螺栓连接,(2)铆钉连接,1、剪切实例,9-1剪切实用计算强度条件,4,(3)键块联接,(4)销轴联接,m,5,2、剪切的概念,（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。,（3）单剪与双剪,仅一个剪切面称为单剪,若有两个剪切面则称为双剪,6,3、剪切的实用计算,（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。t为名义剪应力。,7,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t0，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t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，t与许用拉应力s之间的关系为：t=(0.60.8)s,对于脆性材料：t=(0.81.0)s,8,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,名义剪切极限应力,9,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。,9-2挤压实用计算强度条件,10,挤压的实用计算,式中sbs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sbs可由有关规范中查到。,对于钢材，一般可取sbs=（1.72.0)s,11,1、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.,(1)剪切破坏,(2)挤压破坏,(3)拉伸破坏,沿铆钉的剪切面剪断，如沿nn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连接件的强度计算,12,2、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,13,指出图示接头的剪切面积和挤压面积,14,(1)销钉的剪切面面积A,(2)销钉的挤压面面积AbS,思考题,15,16,例题9-2、试校核销钉的强度.,解:,(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=15mm,t1=5mm,t=8mm,17,(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,故销钉是安全的.,18,例题9-3、铆钉和板用同一种材料制成，F=15kN，试选择直径d。,解：,取铆钉中段研究,1、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,t=30MPa,sbs=100MPa,19,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？,20,例9-4、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,21,例题9-5、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.,22,1、校核铆钉的剪切强