工程力学二第讲连接部分的强度计算

工程力学二第讲连接部分的强度计算1第一页，共二十二页，2022年，8月28日

§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第二页，共二十二页，2022年，8月28日一、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螺栓剪切第三页，共二十二页，2022年，8月28日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。剪切第四页，共二十二页，2022年，8月28日2、受力特点和变形特点：nn（合力）（合力）PP以铆钉为例：①受力特点：构件受到一对相距很近、等值反向的横向力作用。②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。剪切第五页，共二十二页，2022年，8月28日nn（合力）（合力）PP③剪切面：发生相互错动或有错动趋势的平面，如n–n

。④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。剪切第六页，共二十二页，2022年，8月28日nn（合力）（合力）PP3、连接处破坏三种形式：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。①剪切破坏沿铆钉的剪切面剪断，如沿n–n面剪断

。②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。

③拉伸破坏(被连接件)剪切第七页，共二十二页，2022年，8月28日二、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]剪切第八页，共二十二页，2022年，8月28日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).剪切第九页，共二十二页，2022年，8月28日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,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第十页，共二十二页，2022年，8月28日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第十一页，共二十二页，2022年，8月28日应用剪切第十二页，共二十二页，2022年，8月28日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第十三页，共二十二页，2022年，8月28日mdP解：键的受力分析如图例2齿轮与轴由平键（b×h×L=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]=100MPa，试校核键的强度。mbhL第十四页，共二十二页，2022年，8月28日综上，键满足强度要求。切应力和挤压应力的强度校核mdPbhL剪切第十五页，共二十二页，2022年，8月28日解：键的受力分析如图例3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，键的许用切应力为[]=80MPa，许用挤压应力为[bs]=240MPa，试设计键的长度。mmdPbhL第十六页，共二十二页，2022年，8月28日mdPbhL切应力和挤压应力的强度条件综上剪切第十七页，共二十二页，2022年，8月28日解：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[

]=160MPa；铆钉的直径d=1.6cm，许用切应力为[]=140MPa，许用挤压应力为[bs]=320MPa，试校核铆接头的强度。（假定每个铆钉受力相等。）bPPttdPPP112233P/4剪切第十八页，共二十二页，2022年，8月28日钢板的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剪切第十九页，共二十二页，2022年，8月28日1、剪切的实用计算