材料力学讲义四七

材料力学讲授:顾志荣第三章剪切—连接件的强度设计同济大学顾志荣材料力学本章理论部分内容选自范钦珊教授的同名课件第三章剪切/连接件的强度设计一连接件的失效形式二连接件的假定计算基础三连接件的实用计算

一连接件的失效形式

第三章剪切/连接件的强度设计连走接激件宏失峰效预形决式连接狮件的喉强度轰设计/连福接握件壤的兆失不效主形落式剪断(连商接辰件与并连宅接秘板)挤胶压霞破虎坏（渡二季者晶）连接捧板拉朵断连接夕件失费效形量式连比接阔件络的象强膏度头设伍计/连白接响件桨的捉失龄效傅形呢式第选三悟章谨剪泛切/连接促件的港强度前设计二乒连接吓件的摔假定熟计算洒基础连四接疼件跑的拳强言度钉设枕计/连务接傲件快的须假钟定芹计祝算张基怠础假鸭定钻计偶算丛的锋基浇础一假定暮应力电均匀固分布敬。两泡方信面介的念假完定二计在荒假挠定葵的辰前赞提缴下逐进铅行跨实登物呜或屡模茄型凝实福验忌，确定剪许用偷应力咐。第检三截章棍剪充切/连夏接该件烫的脚强润度大设钩计三枕连稍接参件斤的该实侨用丧计促算一个剪切面剪切茅面连编接伸件第的羊强单度山设磁计/连滩接剧件棉的堂实禾用忆计互算1剪壤切酒的疗实猜用壳计抛算剪切诸面二个剪切面连萍接肿件响的煌强铸度垒设倒计/连接甲件的轨实用既计算设绩计弱准饥则连接储件的调强度久设计/连冤接砍件犁的介实悦用辩计蕉算2挤压援假定圾计算有效坚挤压腰面连私接侨件鸟的晋强趴度聚设饲计/连方接慕件侍的忽实登用碎计糊算设计守准则连接炮件的绕强度袄设计/连接弯件的直实用法计算3焊切缝挤剪亿切加假躁定仓计湖算有效项剪切钥面l有效圆剪切郊面连接命件的块强度冤设计/连绵接丧件嘉的由实候用贴计辞算l有效剪切面设工计叛准厕则连错接灾件政的茄强证度皆设饺计/连接行件的逐实用关计算4粘连课接的拢实用乏计算不盛同弟的源粘肤接唉方调式连接误件的主强度蜂设计/连零接亦件窃的改实浮用榆计离算不同葡的设走计准春则连导接排件咸的舟强糖度担设葱计/连售接厉件赖的逮实义用吧计指算不同素的设规计准蛙则连订接歌件机的炼强君度队设缎计/连腰接昼件肚的刚实存用神计泼算不同恶的设筹计准先则连值接硬件缓的贿强赶度嘉设阻计/连型接艳件判的税实她用子计抹算思考题：指出下图中的剪切面和挤压面位置，写出各剪切面面积和计算挤压面面积。剪狭切A创=ab思考：有无拉压破坏可能？危险截面？挤压Ab涌s=eb第刚三佛章触剪苏切/连接玻件的瞎强度绿设计思考题：指出下图中的剪切面和挤压面位置，写出各剪切面面积和计算挤压面面积。H剪切A钉=πdhA接饱头=πDH挤滑压Ab作s钉=π(狸D2-栏d2)/滚4Ab抬s接调头=Ab罪s钉第灭三犯章稿剪贷切/连体接痕件急的产强荒度欠设颜计问题讨论1：木榫接头如图。接头总高度H给定，试设计其他尺寸。拉伸：PN=P；A=(H-e)b/2;

=PN/A[];(H-e)b/2P/[H挤压:Pb遵s=P田;淋Abs=ebb故s=Pbs/e毕b[bs]汽;ebP竞/夹[b帜s]FQ=P；A吼=a莲b；=FQ/迫A[]蚁;abP痛/醉[]解垃：牌剪半切氧：问题讨论2：铰接正方形铸铁框架，各杆直径均为d。[]压=3[]拉,试求Pmax并设计销钉C的尺寸。解忠：罩研帖究A点平未衡，筋有：FNA旧B=FNA售D=剥FNC卡B=傻FN士C雷D=曲FN2FNc庆o善s蹈4究5=己P而FN=情0甚.香7颜0磨7拾P（拉例）研究B点平束衡，末有：FN故B键D=2凉FNco偏s4滴5=P妈(压)剪翠切滨：FQ/A=枪FN芽C叛B/(d2/4)[]唱;窄d?设疗计恭销冻钉张的章尺债寸?（以盖销C为例失）Pm慎a妈x=毕m哨i吉n占{幕0型.歇7宪0昼7荒P1/赢A掌=职[]拉,伶P2/放A亩=陪[]压}pFNCDFNCBCPFNCBFNCDCFNCBFQ挤压输：Pbs/押Abs=FNC必B/陈t1d[bs];念t1?Pb泻s/锄Ab炒s=P迷/t2d[b瞒s];跑t2?Pt1t2dPPaABCD问题讨论3：刚性梁AB支承如图，试设计A处销钉的尺寸。解：1·

mA(F)=2aFN1cos30-3Pa=0

X=-RAcosa+FN1sin30=0力的平衡条件：2·剪切:FQ=RA/2;A=(d2/4);挤压:Pbs=RA；Abs=t2d;Pbs=RA/2;Abs=t1d。A处销钉设计aBALaa30PdRAFN1dFQRAt1t2解：

1)力的平衡条件：XA+FN1sin30=0YA+FN1cos30+FN2-P=0FN2a+2aFN1cos30-3Pa=02)变形几何协调条件：3)物理方程…设计问题讨论4：

刚性梁AB支承如图，试设计A处销钉的尺寸。2·剪:FQ=RA/2;A=(d2/4);挤:Pbs=RA；Abs=t2d;Pbs=RA/2;Abs=t1d。A处销钉设计aBALaa30PCYAFN1FN2XAt1t2dRAFQ122/c轨os夏30=之21,问题讨论5：铰接正方形框架，各杆EA均相同，且[]压=[]拉,AC杆比名义长度短d,要强迫装配。试设计杆的截面积A和销钉的尺寸。解：贩研究A点曲平塞衡欠，宿有舰平充衡视方精程膊：FN材A望B=踩FN辫A叼D(穗FN瞧C控D=蚕FN棋C恶B)2杯FNA伟Bc块o凶s亲4姨5=-登FNA史C;研究B点平债衡，火有：FN尽B能D=例-兆2润FNA哲Bc震o服s血4亦5；FN庸B宋D=异FN素A繁C；-e关系：=Ee

DLAC=FNACLAC/EA;DLAD=FNADLAD/EA强度条件：AFNAC/[]拉；(NACFNAB=FNAD)水肌平月位票移uA=DLA召D/累c骨o铅s誓4弹5=uC;UA+uC+DLA怀C=daBCDdANABNADNACBNBDNABNBCaBCDdA变沸形饰协薄调验条疲件:ACDuAuC

d/2DLAC/2Fdt冲头钢板冲模例题3-1图示冲床的最大冲压力为400KN，被冲剪钢板的剪切极限应力为,试求此冲床所能冲剪钢板的最大厚度t。已知d=34mm。FFF剪切面解：颂剪挣切薄面偷是贝钢叼板啊内怖被冲康头受冲低出珠的眯圆昂柱笑体的侧高面：t冲孔尾所需辆要的奇冲剪疏力：故即例题3-2两矩形截面木杆，用两块钢板连接如图示。已知拉杆的截面宽度b=25cm，沿顺纹方向承受拉力F=50KN，木材的顺纹许用剪应力为,顺纹许用挤压应力为。试求接头处所需的尺寸L和。FFLLbFF/什2F/适2解：挡剪滤切烂面控如梳图鱼所单示逼。中剪切面轰面积近为：剪切面由霸剪蛋切纯强题度恭条考件依：由碗挤台压牛强剪度拘条启件然：例题3-3厚度为的主钢板用两块厚度为的同样材料的盖板对接如图示。已知铆钉直径为d=2cm，钢板的许用拉应力，钢板和铆钉许用剪应力和许用挤压应力相同，分别为，。若F=250KN，试求（1）每边所需的铆钉个数n；（2）若铆钉按图(b)排列，所需板宽b为多少？FFFFbFF图(尺b梢)图(a歌)FF图(b冲)解：可采秀用假橡设的市计算宗方法薪：假抄定腰每堂个声铆蹈钉居所碎受抚的烟力拥都先是炼一线样顽的桑。可能警造成它的破战坏：（1）献因闪铆揪钉虏被蒙剪贯断鄙而秋使思铆捕接兼被冻破苦坏话；（2）铆票钉和级板在帮钉孔抛之间比相互并挤压策过大鞋，而暂使铆台接被破坏仰；（3）因戒板有防钉孔枕，在稠截面顿被削欺弱处