第六章 拉压杆件的强度与连接件设计c

1、12受力受力 一对等值、反向、作用线间距很小的平行力一对等值、反向、作用线间距很小的平行力。内力内力剪力剪力FS 沿剪切面切开，由平衡方程求沿剪切面切开，由平衡方程求FS 。剪切面剪切面 发生剪切破坏的面。可以是平面或曲面。发生剪切破坏的面。可以是平面或曲面。变形变形 截面发生错动，直至剪切破坏。截面发生错动，直至剪切破坏。MMa变形变形受力受力剪力剪力FS=FFFS=FFS=FFS=FFS=M/rrF3以铆钉连接为例，沿剪切面切开以铆钉连接为例，沿剪切面切开, 取部分铆钉研究，取部分铆钉研究，受力如图。受力如图。单剪：单剪：FS=F一个剪切面一个剪切面二个剪切面二个剪切面4即即切应力切应力

2、等于剪力等于剪力FS除以剪切面面积除以剪切面面积。可可写为：写为： =FS/A = b/n b是材料剪切强度，由实验确定；是材料剪切强度，由实验确定；n 是剪切安全系数。是剪切安全系数。对剪板、冲孔等需要剪断的情况，应满足对剪板、冲孔等需要剪断的情况，应满足 ： =FS/A b5压头压头衬套衬套支座支座试件试件 压式剪切器压式剪切器6bh/2dLM2)轴受力如图，由平衡方程轴受力如图，由平衡方程 mO(F)=M-FSd/2=0 得得: FS=2M/d=20.955/0.06=31.8kNMFSo o7 功率常常用千瓦功率常常用千瓦(kW)或马力表示，注意到：或马力表示，注意到： 1kW=100

3、0Nm/s, 1马力马力=736Nm/s, 则则功率、转速与传递的扭矩之关系为：功率、转速与传递的扭矩之关系为： M (kN.m)=9.55Np (千瓦千瓦)/n (转转/分分) M (kN.m)=7.02Np (马力马力)/n (转转/分分)MMM力矩的功力矩的功A可表示为力矩可表示为力矩M与其转过的角度与其转过的角度 之积，之积，功率功率NP是单位时间所做的功，故有：是单位时间所做的功，故有： NP=A/t=M /t /t是每秒转过的角度（弧度）。是每秒转过的角度（弧度）。8解：解：冲头受压，落料受剪。冲头受压，落料受剪。故能冲最小孔径故能冲最小孔径d= 34mm, 最大板厚最大板厚t=1

4、0mm。 由强度条件有：由强度条件有： =4F/ d2 解得：解得： d 34mm1) 考虑冲头强度考虑冲头强度 由落料受力可知，剪力由落料受力可知，剪力 FS=F， 剪切面为圆柱面，面积为剪切面为圆柱面，面积为 dt。有剪断条件：有剪断条件： =FS/A=F/t d b t2t1；虽然中间板挤压力为上、下板的二倍，仍可；虽然中间板挤压力为上、下板的二倍，仍可判断其挤压、拉伸应力均小于上、下板。判断其挤压、拉伸应力均小于上、下板。2)考虑考虑 钉、孔钉、孔 bs相同，考虑其一即可。相同，考虑其一即可。板孔边挤压力如图，板孔边挤压力如图， 有平衡方程有平衡方程: Fx=F/2-nFbs=0 Fb

5、s=F/2n。挤压面为圆柱面，有效挤压面积为挤压面为圆柱面，有效挤压面积为t1d。强度条件：强度条件： bs=F/2nt1d bs 即：即： n挤挤 F/2t1d bs=210103/2520280=3.75n个铆钉个铆钉F/2FF/2t1t221 对于对于菱形菱形布置，有：布置，有： =F/2t1(b-d) 即得：即得： b d+F/2t1 =152mm。F/8F/2菱形排列轴力图F/43) b 四个铆钉可布置成一排或二排。四个铆钉可布置成一排或二排。若布置二排，有矩形和菱形二种排若布置二排，有矩形和菱形二种排列如图，则危险截面在虚线处。列如图，则危险截面在虚线处。对于对于矩形矩形布置，考虑

6、板拉压有布置，考虑板拉压有: =F/2t1(b-2d) 即得：即得： b 2d+F/2t1 =40+210103/25160=172mmF/4F/2矩形排列轴力图只要使外力的作用线通过钉群图只要使外力的作用线通过钉群图形的形心，则可假定各钉形的形心，则可假定各钉受力相等。受力相等。22aABCDaBALaa30 daabtha23拉伸：拉伸： FN=F； A=(h-t)b/2; =FN/A ; (h-t)b/2 F/ 挤压挤压: Fbs=F; Abs=tb bs=Fbs/tb bs ; tb F/ bs aabthaah24 max=min0.7071/A= 拉拉, 2/A= 压压 aABCD

7、AFBFt1t2dCFFCDFCBCFCBFS25解解： 1)1)力的平衡条件力的平衡条件： MA(F)=2aF1cos30 -3Fa=0 Fx=-FAcos +F1sin30 =0aBALaa30 t1t2daBALaa30 CD 1 226解：研究解：研究A点平衡，有点平衡，有： FAB=FAD (FCD=FCB ) 2FABcos45 =- -FAC ;FFFF： =Ee e D DLAC=FACLAC/EA; D DLAD=FADLAD/EA：A FAC/ 拉拉； (FAC FAB=FAD)aABCD AFACFABFADBFBDFBCFAB 水平位移水平位移 uA=D DLAD/co

8、s45 = =uC; ;ACDuAuC /2 /2D DLAC /2：uA+uC+D DLAC= 27aABCD t1t2dCFFCDFCBCFCBFS28拉压强度条件拉压强度条件 =FN/A = ys/n 延性材料延性材料 b/n 脆性材料脆性材料拉、压杆件；被连接件拉、压杆件；被连接件 =FS/A = b/n A为剪切面面积为剪切面面积 剪切强度条件剪切强度条件连接件连接件 bs=Fbs/Abs bs Abs 为计算挤压面积为计算挤压面积 挤压强度条件挤压强度条件连接件、被连接件连接件、被连接件 =FS/A b剪断条件剪断条件工件、连接件工件、连接件1 1） 293) 利用强度条件，可以进行利用强度条件，可以进行 强度校核强度校核、截面设计截面设计、确定许用载荷确定许用载荷或或选材选材。4) 强度计算或强度设计的一般方法为：强度计算或强度设计的一般方法为：初步