材料力学第二十一讲辽宁工业大学郭鹏飞教授

1、8-5 连接件的实用计算法以螺栓(或铆钉)连接为例， 螺栓破坏实验表明,连接处的破坏可能性有三种：FFFF(1)螺栓在两侧与钢板接触面的压力F作用下，将沿m-m截面被剪断；(2)螺栓与钢板在相互接触面上因挤压而使连接松动；(3)钢板在受螺栓孔削弱的截面处被拉断。其他的连接也都有类似的破坏可能性。FFmm1 在局部面积上的受压称为挤压或承压。相当复杂的问题。 工程上对螺栓连接的强度计算，均采用直接实验为依据的实用计算。1. 剪切的实用计算 剪切面: 螺栓将沿两侧外力之间、与外力作用线平行的截面mm发生相对错动，这种变形形式为剪切。m-m截面发生剪切变形,称为剪切面 用截面法，可得剪切面上的内力，

2、即剪力FS。FFFmmFsmm2 在剪切实用计算中，假设剪切面上各点处的切应力相等，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，连接件材料的许用切应力是通过直接试验，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; 可在有关的设计规范中查到，它与钢材在纯剪应力状态时的容许剪应力显然是不同的。 FS为剪切面上的剪力； AS为剪切面的面积。 对大多数的连接件(或连接)来说，剪切变形及剪切强度是主要的。 3例8-11 图示的销钉连接中，构件A通过安全销C将力偶矩传递到构件B。已知荷载F=2kN，加力臂长l=1.2m，构件B的直径D=65mm，销钉的极限切应力u=200MP

3、a。试求安全销所需的直径d。 解：取构件B和安全销为研究对象，其受力为 由平衡条件 剪力为剪切面积为FFDOdDACBlOFssFeM4 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 解得52. 挤压的实用计算 分析受力、确定挤压面: 实际的挤压面是半个圆柱面，而在实用计算中用其直径平面Abs来代替 在螺栓连接中，在螺栓与钢板相互接触的侧面上，将发生彼此间的局部承压现象，称为挤压。 在接触面上的压力，称为挤压力Fbs 挤压力过大，可能引起螺栓压扁或钢板在孔缘压皱，从而导致连接松动而失效 实际接触面直径投影面bsFF6bs是通过直接试验，并按上式得到材料的极限挤压应力，从而确

4、定之。名义挤压应力和挤压强度条件 7解：键的受力分析如图例8-12 齿轮与轴由平键（b=16mm，h=10mm，）连接，它传递的扭矩m=1600Nm，轴的直径d=50mm，键的许用剪应力为= 80M Pa ，许用挤压应力为 bs= 240M Pa，试设计键的长度。 mmdFbhL8mdFbhL剪应力和挤压应力的强度条件综上AS9例8-13 销钉连接如图。已知F=18kN, t=8mm, t1=5mm, d=15mm, 材料许用剪应力 =60MPa, 许用挤压应力bs=200MPa, 试校核销钉的强度。解：（1）剪应力强度 （2）挤压强度 销钉满足强度要求。 103、 铆钉组承受横向荷载 FFF

5、F在铆钉组的计算中假设： （1）无论铆接的方式如何，均不考虑弯曲的影响。 （2）若外力的作用线通过铆钉组横截面的形心，且同一组内各铆钉的直径相同，则每个铆钉的受力也相同。 每个铆钉的受力为： 11两个剪切面FFFF一个剪切面一个剪切面12例8-14 某钢桁架的一结点如图。斜杆A由两个63mm6mm的等边角钢组成，受力F=140kN的作用。该斜杆用螺栓连接在厚度为=10mm的结点板上，螺栓直径为d=16mm。已知角钢、结点板和螺栓的材料均为Q235钢，许用应力为=170MPa，=130MPa， bs=300MPa。试选择螺栓个数，并校核斜杆A的拉伸强度。 13 选择螺栓个数的问题：先从剪切强度条

6、件选择螺栓个数，然后用挤压强度条件来校核。 当各螺栓直径相同，且外力作用线过该组螺栓截面的形心时，可假定每个螺栓的受力相等，对每个螺栓(总数为n) 剪切强度条件 FFssFFnA14得取校核挤压强度（参照上页图）螺栓满足挤压强度条件 校核角钢的拉伸强度 对应最弱截面m-m的轴力角钢横截面m-m上的拉应力FbsFbsFbsFmmFF2F33+15解：受力分析如图例8-15 一铆接头如图所示，受力F=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bs= 320M Pa，试校核铆接头的强度。（假定每个铆钉受力相等。） bFFttdFFF112233F/416钢板的2-2和3-3面为危险面剪应力和挤压