《强度与连接件设计》PPT课件.ppt

第六章拉压杆件的强度与连接件设计,6.1强度条件和安全系数,6.3剪切及其实用计算,6.2拉压杆件的强度设计,6.4挤压及其实用计算,6.5连接件的强度设计,为保证完成其正常功能，所设计的结构或构件必须具有适当的强度和刚度。,结构和构件既要满足强度要求，也要满足刚度要求。工程中一般以强度控制设计，然后校核刚度。,6.1强度条件和安全系数,一、极限应力材料破坏时的应力称为极限应力塑性材料用屈服点s。脆性材料用抗拉强度b。二、安全系数和许用应力材料的最大应力小于极限应力时，材料是安全的。但由于1简化时产生的误差和应用有误差的计算公式。2荷载的误差，如风荷载。3材料的误差。新和旧。因此引入安全系数作为应力储备。用极限应力除以安全系数作为允许采用的应力数值，称为许用应力，用表示：,n为一个大于的数，材料性质不同，n的大小也不同。塑性材料和脆性材料的许用应力分别为：选用安全系数时，考虑以下主要因素：（）载荷的准确性和平稳性（）工作应力计算的近似性（）材料性质的均匀性（）构件必要的强度储备塑性材料，可取屈服安全系数ns=1.52.5。脆性材料，可取强度安全系数nb=2.53.5,三、强度条件：,对于等截面直杆，上式则为,6.2拉压杆件的强度设计,依据强度条件，进行强度设计，包括：,危险截面：,例6.1图中杆1为钢杆，截面积A1=6cm2,钢=120MPa;杆2为木杆，A2=100cm2,木压=15MPa;试确定结构许用载荷Fmax,例6-2图示铰接正方形结构，各杆横截面面积为25cm2，铸铁的抗拉强度+=35MPa，抗压强度-=150MPa。求结构允许的载荷？,解：先求各杆的内力取A点分析平衡。,根据强度条件：,取p=123.7kN,解：,例6-3托架BCD，BC为圆形杆。D=20mm。BD为8号槽钢（见附表ABD=10.24cm2），=160MPa，E=200GPa，P=60KN。校核托架强度。,此托架满足强度要求。,6.3剪切和挤压的实用计算,一、工程实际中的剪切问题机械上多数是杆件之间采用联接件组成机构来工作的。连接件有螺栓、铆钉等。,剪切受力特点：作用在构件二侧面上的垂直于轴线的二外力大小相等，方向相反，作用线相距很近。变形特点：二力之间的横截面发生相对错动。该截面称为受剪面,二、剪切的实用强度计算,以铆钉连接为例，沿剪切面切开,取部分铆钉研究，受力如图。,单剪：FS=F,双剪：FS=F/2,假定剪力FS均匀分布在剪切面上，,即剪应力等于剪力FS除以剪切面面积。,以平均剪应力作为剪切面上的名义剪应力，则有：=FS/A,注意：1、剪切面。有单剪和双剪之分。有不同形状。2、要剪断材料,需满足：FQ1.3bA一般情况下，塑性材料的许用切应力与许用拉应力之间的关系：=（0.60.8）,6.4挤压及其实用计算,1.挤压问题,联接件承受剪切的同时，还受到挤压作用，联接件和被联接件的接触面上将相互压紧，发生局部受压的现象，这种现象称为挤压。挤压应力过大时，材料因变形过大而丧失承载能力。2.挤压的实用强度计算挤压面上的应力称为挤压应力，用bs表示。也采用假定计算的方法，即,挤压强度条件：,接触面为平面，以接触面积为挤压面积接触面是圆柱面，用圆柱的直径平面面积作为挤压面积；即Absd*t，t为被联接件的厚度,6.5连接件的强度设计,连接件:用螺栓、铆钉、销钉、键及零构件连接而成。,连接件强度设计应校核拉压、剪、挤三种强度问题。,例：,板宽b=180mm,厚t1=16mm.t2=18mm,d=25mm,=140MPa,=100MPa,bs=280MPa求：最大载荷Pmax=?,解：各铆钉受力均匀，则有FQ=Fbs=P/51、铆钉剪切强度：,2、铆钉挤压强度：,3、板的拉伸强度校核：分别画出板1、2的轴力图，确定危险截面：板1的1-1截面,板1的2-2截面,板2中