第八章(II)连接部分的计算 - 副本

1、切切应力的产生应力的产生8 85 5 连接件的实用计算连接件的实用计算一、连接件的受力特点和变形特点：一、连接件的受力特点和变形特点：1 1、连接件、连接件 在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件连接件。例如：螺栓、铆钉、键等。连接件虽小，起着传递载荷的作用。 螺栓特点：可传递一般 力， 可拆卸。PP螺栓8 85 5 连接件的实用计算连接件的实用计算PP铆钉特点：可传递一般 力，不可拆卸。如桥梁桁架结点处于它连接。无间隙m轴键齿轮特点：传递扭矩。2 2、受力特点和变形特点：、受力特点和变形特点：nn（合力）（合力）PP以铆钉为例：受力特点受力特点： 构件受两组大小相等、方向相反、作用线相互很

2、近（差一个几何平面）的平行力系作用。变形特点变形特点： 构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动。nn（合力）（合力）PP剪切面剪切面： 构件将发生相互的错动面，如n n 。剪切面上的内力剪切面上的内力： 内力 剪力FS ，其作用线与剪切面平行。PnnFS剪切面铆接的方式主要有：搭接、单盖板对接和双盖板对接PPPPPPPPPPPPnn（合力）（合力） P/2P/2P/2nnFS剪切面PPPP剪力FS=P/2nn（合力）（合力） PPPnn剪切面剪力FS=PPPPPSF（合力）（合力）P/2P剪力FS=P/2P/2PPPP3、连接处破坏三种形式、连接处破坏三种形式： 剪切破坏 沿铆钉的剪切面剪断，

3、如 沿n n面剪断 。 挤压破坏 铆钉与钢板在相互接触面 上因挤压而使溃压连接松动， 发生破坏。 拉伸破坏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）PPPnn剪切面SF二、剪切的实用计算二、剪切的实用计算实用计算方法：实用计算方法：根据构件的破坏可能性，采用能反映受力基本特征，并简化计算的假设，计算其名义应力，然后根据直接试验的结果，确定其相应的许用应力，以进行强度计算。适用适用：构件体积不大，真实应力相当复杂情况，如连接件等。实用计算假设：实用计算假设：假设剪应力在整个剪切面上均匀分布，等于剪切面上的平均应力。1、剪切面-AS： 错动面。 剪力-FS： 剪切

4、面上的内力。SSAF2、名义剪应力-：3、剪切强度条件（准则）： SSAF njx:其中nn（合力）（合力）PP工作应力不得超过材料的许用应力。Pnn剪切面SF三、挤压的实用计算三、挤压的实用计算1、挤压力Pjy ：接触面上的合力。挤压：构件局部面积的承压现象。挤压力：在接触面上的压力，记Pjy ,或或Pbs。假设：挤压应力在有效挤压面上均匀分布。实际上,分布比较复杂,如上图jy2、挤压面积：接触面在垂直Pjy方向上的投影面的面积。jyjyjyjyAP3、挤压强度条件（准则）： 工作挤压应力不得超过材料的许用挤压应力。挤压面积dtAjy 1jyjy；、校核强度： 2jyjyjySSPAFA；、

5、设计尺寸： 3jyjyjySSAPAF；、设计外载：四、应用四、应用PPMPa952. 0103512407bhPAFSSMPa 4 . 710125 . 4407cbPAPjyjyjy类似类似8-298-29 木榫接头如图所示，a = b =12cm，h=35cm，c=4.5cm, P=40KN，试求接头的剪应力和挤压应力。解：受力分析如图：剪应力和挤压应力PPFjyS剪切面和剪力为 挤压面和挤压力为：PPPPbachQAjyAmdP解：键的受力分析如图例例2 2 齿轮与轴由平键（bhL=20 12 100）连接，它传递的扭矩m=2KNm，轴的直径d=70mm，键的许用剪应力为= 60M P

6、a ，许用挤压应力为jy= 100M Pa，试校核键的强度。 kN5707. 0222dmP2hmbhL综上，键满足强度要求。 MPa6 .281002010573bLPAFSS剪应力和挤压应力的强度校核PPFjySjyjyjyjyhLPAPMPa3 .956100105723mdPQAbhLjy习题习题8-21螺钉受拉力F作用，螺钉头的直径D=32mm，h=12mm，螺钉杆的直径d=20mm， =120MPa，许用挤压应力 =300MPa， =160MPa。试求螺钉可承受的最大拉力。DhFd解：确定受剪面：受剪面为一圆柱面（直径为d，高为h）受剪面面积S=dh挤压面确定挤压面挤压面为一圆环面

7、)(224dDAjy螺栓受拉面面积24dA解：受力分析如图类似类似8-25 一铆接头如图所示，受力P=110kN，已知钢板厚度为 t=1cm，宽度 b=8.5cm ，许用应力为 = 160M Pa ；铆钉的直径d=1.6cm，许用剪应力为= 140M Pa ，许用挤压应力为jy= 320M Pa，试校核铆接头的强度。（假定每个铆钉受力相等。） 4PPFjySbPPttdPPP11 2233P/4习题剪应力和挤压应力的强度条件 MPa8 .136106 . 114. 3110722dPAFSSjyjyjyjytdPAPMPa9 .171106 . 11411047钢板的2-2和3-3面为危险面

8、MPa7 .15510) 6 . 125 . 8(41103)2(4372dbtP MPa4 .15910) 6 . 15 . 8 (1110)(73dbtP综上，接头安全。ttdPPP11 2233P/4PA例题8-4 某刚桁架的一个节点,斜杆A由两个636的等边角钢组成。P=140KN，节点板厚度=10mm,螺栓直径d=16mm,已知角钢,节点板和螺栓的材料均为Q235钢,许用应力为MPa170MPa130MPajy300试选择螺栓个数并校核斜拉杆A的拉伸强度.PA（合力）P/2nP/nPP/3P/3P/3PP/32P/3A=2(729-6*16)=1266mm2解:根据剪力强度条件确定螺

9、栓个数 解得n=2.68,取n=31304/2/2dnPAFSSP/2nP/nP/2n校核挤压强度条件dnPAPjyjyjy/300292MPa满足挤压强度校核角钢的抗拉强度:由于螺钉孔而削弱,Nmax=140，A=2(729-6*16)=1266mm21701116max1066.12140000MPaAN满足拉伸强度II.II.铆钉组承受扭转荷载铆钉组承受扭转荷载Feo1a3a4aFeeFMe首先确定铆钉的形心位置O，并计算出各铆钉到O点的距离 , 1a , 3a , 2a nao1a3a4a1F 2F 3F 4F FeeeFMe1F3F2F4Fo1a3a4a1.若外力的作用线通过铆钉组横

10、截面的形心,则各铆钉受力相等2.若外力的作用线不通过铆钉组横截面的形心,则有nFFFFF/.4321iieaFeFM nnaFaFaFaF .3322111F 2F 3F 4F FeeFMe1F3F2F4F3.计算各个铆钉的合力111FFF 222FFF 333FFF nnnFFF .1 11 11 1F FF FF F 222FFF 333FFF nnnFFF .4.计算最大应力计算最大应力max . , 3 , 2 , 1maxnFFFFFssAFmax,max1F 2F 3F 4F 1F3F2F4F1F4F2F3F六图6所示拐轴，受铅垂载荷P的作用，已知P=20KN, l=150mm,a=140mm许用应力=160MPa,试按第四强度理论确定轴AB的直径。（20分) a C P 图 6 l A d B 2030403.图示单元体，单位：MPa。求主应力大小及方向，并在主单元体中表示出来。5. 柱体受偏心压缩时，下列结论中错误的是( )若集中力P位于截面核心的边缘上， 则柱体内部不产生拉应力B. 若集中力P作用点位于截面核心内部，则柱体内不产生拉应 力。C. 若集中力P的作用点位于截面核心的外部，则柱体内可能产生拉应力 D. 若集中力P的作用点位于截面核心外部，则柱体内必产生拉应力()三、拉力F=80kN的铆钉接头连接如图。已知b=80mm，t=10mm