第八章(II)连接部分计算 - 副本

材料力学第八章组合变形及连接部分的计算剪切切应力的产生§8－5连接件的实用计算一、连接件的受力特点和变形特点：1、连接件剪切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。螺栓特点：可传递一般力，可拆卸。PP螺栓§8－5连接件的实用计算PP剪切铆钉特点：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、受力特点和变形特点：剪切nn（合力）（合力）PP以铆钉为例：①受力特点：构件受两组大小相等、方向相反、作用线相互很近（差一个几何平面）的平行力系作用。②变形特点：构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动。剪切nn（合力）（合力）PP③剪切面：构件将发生相互的错动面，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。PnnFS剪切面剪切铆接的方式主要有：搭接、单盖板对接和双盖板对接PPPP搭接PPPP单盖板对接PPPP双盖板对接最大剪力？剪切nn（合力）（合力）P/2P/2P/2nnFS剪切面PPPP剪力FS=P/2搭接最大剪力？剪切nn（合力）（合力）PPPnn剪切面剪力FS=PPPPP单盖板对接剪切（合力）（合力）P/2P剪力FS=P/2P/2PPPP双盖板对接剪切3、连接处破坏三种形式：

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而使溃压连接松动，发生破坏。

③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剪切面剪切二、剪切的实用计算实用计算方法：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：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：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。剪切1、剪切面--AS：错动面。

剪力--FS：剪切面上的内力。2、名义剪应力--：3、剪切强度条件（准则）：nn（合力）（合力）PP工作应力不得超过材料的许用应力。Pnn剪切面三、挤压的实用计算1、挤压力―Pjy

：接触面上的合力。剪切挤压：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2、挤压面积：接触面在垂直Pjy方向上的投影面的面积。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。剪切挤压面积四、应用剪切PP类似8-29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∶：剪应力和挤压应力剪切面和剪力为∶挤压面和挤压力为：剪切PPPPbachmdP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，键的许用剪应力为[]=60M

Pa，许用挤压应力为[jy]=100MPa，试校核键的强度。剪切mbhL综上，键满足强度要求。剪应力和挤压应力的强度校核剪切mdPbhL剪切习题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=挤压面确定挤压面挤压面为一圆环面螺栓受拉面面积解：受力分析如图类似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[

]=160MPa；铆钉的直径d=1.6cm，许用剪应力为[]=140MPa，许用挤压应力为[jy]=320MPa，试校核铆接头的强度。（假定每个铆钉受力相等。）剪切bPPttdPPP112233P/4习题８－２５剪应力和挤压应力的强度条件钢板的2--2和3--3面为危险面综上，接头安全。剪切ttdPPP112233P/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δ=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剪切解:根据剪力强度条件确定螺栓个数

解得n=2.68,取n=3P/2nP/nP/2n校核挤压强度条件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)=1266mm2满足拉伸强度II.铆钉组承受扭转荷载剪切首先确定铆钉的形心位置O，并计算出各铆钉到O点的距离剪切1.若外力的作用线通过铆钉组横截面的形心,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,则有剪切3.计算各个铆钉的合力剪切4.计算最大应力六．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)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，d=22mm，铆钉的许用切应力[t]=130MPa,许用挤压应