工程力学二第讲连接部分的强度计算

1、工程力学二第讲连接部分的强度计算1第1页，共22页，2022年，5月20日，3点52分，星期三 2-8 连接部分的强度计算剪切与剪切强度挤压与挤压强度习题讲解2第2页，共22页，2022年，5月20日，3点52分，星期三一、剪切与剪切强度一、连接件的受力特点和变形特点：1、连接件 在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件。例如：螺栓、铆钉、键等。连接件虽小，起着传递载荷的作用。 特点：可传递一般力， 可拆卸。PP螺栓剪切第3页，共22页，2022年，5月20日，3点52分，星期三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。剪切第4页，共22

2、页，2022年，5月20日，3点52分，星期三2、受力特点和变形特点：nn（合力）（合力）PP以铆钉为例：受力特点： 构件受到一对相距很近、等值反向的横向力作用。变形特点： 受到一对反向力作用的相邻截面间发生相对错动。剪切第5页，共22页，2022年，5月20日，3点52分，星期三nn（合力）（合力）PP剪切面： 发生相互错动或有错动趋势的平面，如n n 。剪切面上的内力： 内力 剪力Fs ，其作用线与剪切面平行。（用截面法来求）PnnFs剪切面单剪切：构件上有一个剪切面。双剪切：构件上有两个剪切面。剪切第6页，共22页，2022年，5月20日，3点52分，星期三nn（合力）（合力）PP3、连

3、接处破坏三种形式：PnnFs剪切面钢板在受铆钉孔削弱的截面处，应力增大，易在连接处拉断。 剪切破坏 沿铆钉的剪切面剪断，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、溃压而使连接松动，发生破坏。 拉伸破坏(被连接件)剪切第7页，共22页，2022年，5月20日，3点52分，星期三二、剪切的实用计算实用计算方法：受剪切件， 一般为短粗件， 其受力、变形复 杂，难以简化成简单的计算模型， 切应力在截 面上分布规律很难确定，为简化计算，假设剪 应力在截面上均匀分布。许用切应力确定：通过剪切实验，使试件的受力尽可能类似于 实际零件受力情况，加载至剪断，得到破坏 时的极限应力。除以安

4、全系数。塑性材料： t = （ 0.6 0.8 ） s 脆性材料： t = （ 0.8 1.0 ） s 剪切第8页，共22页，2022年，5月20日，3点52分，星期三1、剪切面-As ： 错动面。 剪力-Fs： 剪切面上的内力。2、切应力-：3、剪切强度条件（准则）：nn（合力）（合力）PPPnnFs剪切面工作应力不得超过材料的许用应力。用剪切强度条件也可解决三类强度问题(强度校核,截面设计,确定许可载荷).剪切第9页，共22页，2022年，5月20日，3点52分，星期三1、挤压力Fb ：接触面上的压力合力。连接件除承剪外,接触面上还有相互压紧。挤压：构件局部面积的承压现象。当挤压力过大时,

5、可能使构件产生显著的局部塑性变形,使连接松动,影响其牢固性。假设：挤压应力在有效挤压面上均匀分布。挤压与挤压强度条件挤压bbd第10页，共22页，2022年，5月20日，3点52分，星期三2、有效挤压面积（计算挤压面积）：接触面（实际挤压面）的 正投影面面积。3、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。剪切有效挤压 面积dd第11页，共22页，2022年，5月20日，3点52分，星期三应用剪切第12页，共22页，2022年，5月20日，3点52分，星期三PP例1 木榫接头如图所示，a = b =12cm，h=35cm，c=4.5cm, P=40KN，试求接头的切应力和挤

6、压应力。解：受力分析如图：切应力和挤压应力剪切面和剪力为 挤压面和挤压力为：PPPPbach第13页，共22页，2022年，5月20日，3点52分，星期三mdP解：键的受力分析如图例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，键的许用切应力为= 60M Pa ，许用挤压应力为bs= 100M Pa，试校核键的强度。 mbhL第14页，共22页，2022年，5月20日，3点52分，星期三综上，键满足强度要求。切应力和挤压应力的强度校核mdPbhL剪切第15页，共22页，2022年，5月20日，3点52分，星期三解：键的受力分析如图例3 齿

7、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，键的许用切应力为= 80M Pa ，许用挤压应力为 bs= 240M Pa，试设计键的长度。 mmdPbhL第16页，共22页，2022年，5月20日，3点52分，星期三mdPbhL切应力和挤压应力的强度条件综上剪切第17页，共22页，2022年，5月20日，3点52分，星期三解：受力分析如图例4 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，许用切应力为= 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。） bPPttdPPP112233P/4剪切第18页，共22页，2022年，5月20日，3点52分，星期三钢板的2-2和3-3面为危险面切应力和挤压应力的强度条件综上，接头安全。ttdPPP112233P/4剪切第19页，共22页，2022年，5月20日，3点52分，星期三1、剪切的实用计算nn（合力）（合力）PPPnnFs剪切面2、