第15章联接件

1、第第1111章章 联接件的剪切与挤压的工程实用计算联接件的剪切与挤压的工程实用计算1 1 剪切的概念和实例剪切的概念和实例 铆钉连接铆钉连接工程实际中用到各种各样的连接，如：工程实际中用到各种各样的连接，如： 销轴连接销轴连接 铆钉连接铆钉连接 铆钉铆钉( (销轴）连接销轴）连接冲压剪切冲压剪切榫连接榫连接剪切受力特点：剪切受力特点：作用在构件两侧面上的外力合力大小相作用在构件两侧面上的外力合力大小相 等、方向相反且作用线相距很近。等、方向相反且作用线相距很近。变形特点：变形特点：构件沿两力作用线之间的某一截面产生相构件沿两力作用线之间的某一截面产生相 对错动或错动趋势。对错动或错动趋势。FF

2、FFmm铆钉连接铆钉连接剪床剪钢板剪床剪钢板剪切面剪切面剪切的概念剪切的概念剪切受力特点：剪切受力特点：作用在构件两侧面上的外力合力大小相作用在构件两侧面上的外力合力大小相 等、方向相反且作用线相距很近。等、方向相反且作用线相距很近。变形特点：变形特点：构件沿两力作用线之间的某一截面产生相构件沿两力作用线之间的某一截面产生相 对错动或错动趋势。对错动或错动趋势。FFFFmm铆钉连接铆钉连接剪切受力特点：剪切受力特点：作用在构件两侧面上的外力合力大小相作用在构件两侧面上的外力合力大小相 等、方向相反且作用线相距很近。等、方向相反且作用线相距很近。变形特点：变形特点：构件沿两力作用线之间的某一截面

3、产生相构件沿两力作用线之间的某一截面产生相 对错动或错动趋势。对错动或错动趋势。铆钉双剪切铆钉双剪切双剪切双剪切剪切面剪切面连接的破坏形式一般有：连接的破坏形式一般有：以铆钉连接为例以铆钉连接为例FFFFmmFSFmmSFmmF连接的破坏形式一般有以下几种：连接的破坏形式一般有以下几种：1 1、剪切破坏、剪切破坏 构件两部分沿剪切面发构件两部分沿剪切面发生滑移、错动生滑移、错动2 2、挤压破坏、挤压破坏 在接触区的局部范围内，产生显著在接触区的局部范围内，产生显著塑性变形塑性变形 剪切与挤压破坏都是复杂的情况，这里仅介绍工程上的实用计算方法剪切与挤压破坏都是复杂的情况，这里仅介绍工程上的实用计

4、算方法3 3、钢板拉伸强度破坏、钢板拉伸强度破坏 钢板因开铆钉孔是截面被削弱而发生钢板因开铆钉孔是截面被削弱而发生强度破坏强度破坏bsF 剪切面上的名义剪切面上的名义切应力计算公式：切应力计算公式：AFs 实用计算中假设切应力在剪切面实用计算中假设切应力在剪切面（m-m截面）上是均匀分布的截面）上是均匀分布的2 2 剪切的实用计算剪切的实用计算FFFFmmFSFmmSFmmF截面法截面法剪力剪力sF剪切面上的内力剪切面上的内力剪切强度条件同样可解三类问题剪切强度条件同样可解三类问题3 3 挤压的实用计算挤压的实用计算FFbsFbsF 在铆钉连接中，在铆钉与钢板相互接触的侧面上，将发生在铆钉连接

5、中，在铆钉与钢板相互接触的侧面上，将发生彼此间的彼此间的局部承压现象，称为局部承压现象，称为挤压挤压。在接触面上的压力，称为。在接触面上的压力，称为挤压力挤压力Fbs 挤压力过大，可能引起螺栓压扁或钢板在孔缘压皱，从而导致连接挤压力过大，可能引起螺栓压扁或钢板在孔缘压皱，从而导致连接松动而松动而失效失效 挤压力不是内力，而是外力挤压力不是内力，而是外力bsbsbsAFdAbs 挤压面的计算面积挤压面的计算面积3 3 挤压的实用计算挤压的实用计算FFbsFbsF实用计算中，名义挤压应力公式实用计算中，名义挤压应力公式 实际的挤压面是实际的挤压面是半个圆柱半个圆柱面面，而在实用计算中用其，而在实用

6、计算中用其直直径平面径平面Abs来代替来代替挤压强度条件同样可解三类问题挤压强度条件同样可解三类问题bsbsbsbsAF挤压强度条件：挤压强度条件： 8 . 06 . 0剪切强度条件：剪切强度条件： AFs脆性材料：脆性材料：塑性材料：塑性材料： 0 . 27 . 1bs 0 . 18 . 0 5 . 19 . 0bs可从有关设计规范中查得可从有关设计规范中查得cbFAFbsbsbslbFAFsdhFAFbsbsbs24dFAFs 为充分利用材料，切为充分利用材料，切应力和挤压应力应同时满应力和挤压应力应同时满足强度条件足强度条件242dFdhFhd82bs例例 已知：已知： = =2 mm，

7、b =15 mm，d =4 mm， =100 MPa， bs =300 MPa， =160 MPa。 试求：试求：F解：解：1 1、剪切强度、剪切强度4422dFdFskN 257. 142 dFFFs42 dFkN 257. 142 dFbsbsdFAFbsbskN 40. 2bs dF)(maxdbFAFN净kN 52. 3)( dbFkN 257. 1 F结论：解：解：1 1、剪切强度、剪切强度2 2、挤压强度、挤压强度3 3、钢板拉伸强度、钢板拉伸强度FFNFFbs例 销钉连接如图。已知F=18kN, t=8mm, t1=5mm, d=15mm, 材料许用切应力 =60MPa, 许用挤

8、压应力bs=200MPa, 试校核销钉的强度。解：（解：（1 1）切应力强度）切应力强度 511510949223MPaAFkNFFsSS（2 2）挤压强度）挤压强度axbsbsbsbsbsMPatdFAF销钉满足强度要求。销钉满足强度要求。 t1 F t F d F/2 FF/2 FFS F111,2,dtAFFdtAFFbsbsbsbs 图示接头，受轴向力图示接头，受轴向力F 作用。作用。已知已知F=50kN，b=150mm，=10mm，d=17mm，a=80mm， =160MPa，=120MPa， bs=320MPa，铆钉和板的材料，铆钉和板的材料相同，试校核其

9、强度。相同，试校核其强度。 MPa1 .43101 .4301. 0)017. 0215. 0(1050)2(63dbFAFN 2.2.板的剪切强度板的剪切强度MPa7 .15107 .1501. 008. 041050463aFAFs解：解：1.1.板的拉伸强度板的拉伸强度 dba例NFx画出板的轴力图NFx3.3.铆钉的剪切强度铆钉的剪切强度 MPa110017. 0105022422322dFdFAFs4.4.板和铆钉的挤压强度板和铆钉的挤压强度MPa14701. 0017. 02105023bsbsbsbsdFAF 结论：该接头强度足够。结论：该接头强度足够。dba2/F2/Fmm2/

10、FSFmmt1=7P = 200KN1002PKN 1002PKN t2=12t1=7主板主板盖板盖板铆接接头图铆接接头图20P = 200KNP = 200KNI III IIb1=160b2=200例例 图示一铆接接头，已知材料的容许应力分别为图示一铆接接头，已知材料的容许应力分别为 ，试校核该接头的，试校核该接头的 强度强度。 160,120,300CMPaMPaMPa 1202cPPKNn240cPPKNn1202cPPKNn202PQKNn 202PQKNn Pc2=40KN铆钉受力图铆钉受力图解：（一）绘铆钉受力图解：（一）绘铆钉受力图（二）铆钉的剪切强度校核（二）铆钉的剪切强度校

11、核 22063.74QQKNMPaAd （三）挤压强度校核（三）挤压强度校核 22222111112CCCCCCCCPPPAnAnt dPPPAnAnt d 比较：比较： 21CC 3226200101675122010CCMPa 1202cPPKNn 240cPPKNn 1202cPPKNn 202PQKNn 202PQKNn Pc2=40KN铆钉受力图铆钉受力图t1=7P = 200KN1002PKN 1002PKN t2=12t1=7主板主板盖板盖板（四）绘主板和盖板的轴力图并进行强度校核。（四）绘主板和盖板的轴力图并进行强度校核。 II-II截面截面 362233200105571.4

12、32003201210IIIIPMPabd t 36222001010422002201210IIPMPabd t I-I截面截面（1 1）主板：）主板：t1=7P = 200KN1002PKN 1002PKN t2=12t1=7主板主板盖板盖板铆接接头图铆接接头图20P = 200KNP = 200KNI III IIb1=160b2=200P35PIIIIII 主板轴力图主板轴力图 （五）综合各项强度计算的结果可知，该接头的强度是足够的。（五）综合各项强度计算的结果可知，该接头的强度是足够的。 IIII- -II II 截面内力比截面内力比I I- -I I截面大，而截面积比截面大，而截面积比I I- -I I 截面小