第九章 连接件的强度计算ppt课件

工程力学 第九章连接件的强度计算 2 第九章连接件的强度计算 9 1剪切实用计算强度条件 9 2挤压实用计算强度条件 9 3连接件强度计算 3 1 螺栓连接 2 铆钉连接 1 剪切实例 9 1剪切实用计算强度条件 4 3 键块联接 4 销轴联接 m 5 2 剪切的概念 2 变形特点 1 受力特点 作用于构件某一截面 剪切面 两侧的力 大小相等 方向相反且相距很近 构件的两部分沿剪切面发生相对错动 3 单剪与双剪 仅一个剪切面称为单剪 若有两个剪切面则称为双剪 6 3 剪切的实用计算 1 剪切面上内力 剪力FS 主要成分 弯矩M 次要成分 可忽略 2 剪切面上应力计算 假设剪应力均匀分布 则 其中A为剪切面的面积 t为名义剪应力 7 在该试验中 应使试样的受力尽可能地接近实际联接件的情况 求得试样失效时的极限载荷FS0 然后根据公式求出名义极限剪应力t0 除以安全系数n 得许用剪应力 t 从而建立强度条件 3 剪切强度条件 许用剪应力 t 通过试验得到 对于塑性较好的低碳钢材料 根据实验所积累的数据并考虑安全系数 t 与许用拉应力 s 之间的关系为 t 0 6 0 8 s 对于脆性材料 t 0 8 1 0 s 8 例9 1 测定材料剪切强度的剪切器的示意图如图a所示 设圆试件的直径d 15mm 当力F 31 5kN时 试件被剪断 试求材料的名义剪切极限应力 若取剪切许用应力为 80MPa 试问安全系数等于多大 解 1 名义剪切极限应力 剪力 剪切面面积 2 安全系数 许用剪切应力 名义剪切极限应力 9 在外力的作用下 联接件和被联接件在接触面上将相互压紧 这种局部受压的情况称为挤压 挤压面 该接触面 挤压力 该压紧力 挤压破坏 在接触处的局部区域产生塑性变形或压溃 9 2挤压实用计算强度条件 10 挤压的实用计算 式中sbs为挤压应力 1 挤压应力 F为挤压面上传递的力 挤压力 Abs为挤压计算面积 当接触面为平面时 Abs就是接触面的面积 当接触面为圆柱面时 如铆钉与钉孔间的接触面 Abs应取圆孔或圆钉的直径平面面积 2 挤压强度条件 材料的许用挤压应力 sbs 可由有关规范中查到 对于钢材 一般可取 sbs 1 7 2 0 s 11 1 连接处破坏三种形式 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 2 挤压破坏 3 拉伸破坏 沿铆钉的剪切面剪断 如沿n n面剪断 铆钉与钢板在相互接触面上因挤压而使连接松动 发生破坏 9 3连接件的强度计算 12 2 强度条件的应用 1 校核强度 2 设计截面 3 求许可载荷 4 破坏条件 13 指出图示接头的剪切面积和挤压面积 14 1 销钉的剪切面面积A 2 销钉的挤压面面积AbS 思考题 15 16 例题9 2 试校核销钉的强度 解 1 销钉受力如图b所示 取中间段进行研究 F 18kN 销钉材料的许用切应力为 60MPa 许用挤压应力为 bS 200MPa d 15mm t1 5mm t 8mm 17 2 校核剪切强度 由截面法得两个面上的剪力 剪切面积为 3 挤压强度校核 故销钉是安全的 18 例题9 3 铆钉和板用同一种材料制成 F 15kN 试选择直径d 解 取铆钉中段研究 1 剪切强度计算 剪力 2 挤压强度计算 挤压力 若取标准件 查手册 d 20mm t 8mm t 30MPa sbs 100MPa 19 讨论 2 若铆钉和板用不同材料制成 计算挤压强度时 应以铆钉为研究对象还是以板为研究对象 1 若中间板的厚度为3t 应取哪段研究 20 例9 4 冲床的最大冲压力F 400kN 冲头材料的许用压应力 440MPa 钢板的剪切强度极限 u 360MPa 试求冲头能冲剪的最小孔径d和最大的钢板厚度 解 2 由钢板的剪切破坏条件 d 34mm 10 4mm 1 冲头为轴向压缩变形 21 例题9 5 一铆钉接头用四个铆钉连接两块钢板 钢板与铆钉材料相同 铆钉直径d 16mm 钢板的尺寸为b 100mm t 10mm F 90kN 铆钉的许用应力是 120MPa bS 160MPa 钢板的许用拉应力 160MPa 试校核铆钉接头的强度 22 1 校核铆钉的剪切强度 每个铆钉上下半段受力均为F 4 每个铆钉受剪面上的剪力为 23 2 校核铆钉