熔接与铆接第八章机械设计课件

熔接與鉚接第八章機械設計一、熔接填角尺寸與喉部尺寸應力計算所根據之尺寸

二、各種熔接型式

(a)

對接熔接若施力的方向與焊道平行[例題8-1]

如圖對接熔接，已知F=4500N，t=10mm，w=65mm，求焊接部份的應力。

[解]

[例題8-2]

已知焊件的降伏強度為379MPa，t=12mm，w=60mm，安全係數為2，求此焊接件可承受多大的拉力F

？

[解]

(b)

填角熔接

(b-1)承受直接負載[例題8-3]

寬8mm的填角熔接，其焊道長

50cm，若沿著焊道方向承受50kN的靜態負載，已知金屬的降伏應力為40MPa

，試求此焊件的安全係數。

[解]

(b-2)承受軸向負載

(b-3)承受扭轉負載相當在焊道上的作用力：[例題8-4]

直徑8cm的圓柱焊接於鋼板上，其熔接腳的寬度為5mm，若熔接金屬可承受30MPa的剪應力，試求容許的扭矩為多少？

[解]

[例題8-5]

直徑2.5in的圓柱焊接於鋼板上，其熔接腳的寬度為3/16in。若熔接金屬可承受30ksi的剪應力，安全係數為3，試求容許的扭矩為多少？

[解]

(b-4)承受彎曲負載在te

<<d

情況下：[例題8-6]

直徑50mm的圓桿焊接於鋼板上，在桿端承受10kN之負載，若焊道容許剪應力為94MPa，試求熔接腳的寬度w？

[解]

N最大、最小主應力：最大剪應力：材料力學複習

(b-4)承受偏心負載

(I)作用力通過所有焊道的形心

剪應力平均分佈

(II)作用力未通過所有焊道的形心

存在偏心效應

扭矩或彎曲造成之應力

+直接負載造成之應力形心FT=Fc此為扭矩造成的剪應力必須再合併直接剪應力，以求二者之合應力！關於J的計算：圖中焊道部分的J=Jo+Ar12

平行軸定理1111r222212=1+2[例題8-7]一個吊重的繩索與滑輪組一同熔接在構架上。若固定處的四個填角熔接的腳尺寸同為12mm。假設繩索可承受9kN的張力，試求熔接部位所承受的最大剪應力為多少？

[解]

300mm15012111222300mm150最大剪應力發生在右側二端點處：

1212三、鉚接

(a)

鉚接的受力破壞型式[例題8-8]如圖所示的鉚接情形，已知鋼板厚度為12mm，鉚釘直徑為20mm。假設容許的工作應力分別為：(板材)c=275MPa，

(板材)t=138MPa，(鉚釘)=103MPa試決定此構件可承受的最大負載F？

[解]

(a)考慮鉚釘的剪力破壞情形：

注意每一鉚釘均有二個剪力面

(b)考慮板的張力破裂情形：

1.中間板在A-A

截面破裂(b)考慮板的張力破裂情形：

2.第4鉚釘斷裂且中間板在B-B

截面破裂(c)考慮板的壓力軋碎情形：

中間板在所有鉚釘的左側接觸面破碎比較以上所有可能破壞情形，得知構件可承受的最大負載為2.15(105)N(使A-A截面板破裂)

(b)

鉚接承受偏心負荷之分析(1)各鉚釘平均分擔直接剪力

(N=鉚釘總數)(2)對形心扭矩T

(b)

鉚接承受偏心負荷之分析(3)各鉚釘分擔之扭力與鉚釘至形心距離成正比T(C=比例常數)(k:第k個鉚釘)且其方向與垂直

(b)

鉚接承受偏心負荷之分析(4)求C：T

(b)

鉚接承受偏心負荷之分析(5)求各鉚釘所受之合力T(6)求各鉚釘所受之剪應力[例題8-9]如圖所示，已知每根鉚釘的容許剪應力為104MPa，求偏心負載P最大為多少？

[解]

PTPTP/4P/4P/4P/4BCD