连接件的强度计算

连接件的强度计算建筑力学目录轴向拉伸及压缩\连接件的强度计算连接件的强度计算

工程中的构件之间，往往采用铆钉、螺栓、销轴以及键等部件相互连接（如图）。起连接作用的部件称为连接件。连接件在工作中主要承受剪切和挤压作用。由于连接件大多为粗短杆，应力和变形规律比较复杂，因此理论分析十分困难，通常采用实用计算法。目录轴向拉伸及压缩\连接件的强度计算1.1剪切强度的实用计算

现以铆钉为例[图(a)]，介绍剪切的概念及其实用计算。

当上、下两块钢板以大小相等、方向相反、作用线相距很近且垂直于铆钉轴线的两个力F作用于铆钉上时，铆钉将沿m-m截面发生相对错动，即剪切变形[图(b)]。

如力F过大，铆钉会被剪断。m-m截面称为剪切面。应用截面法，求得剪切面上的剪力FS＝F。

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在剪切强度的实用计算中，假定切应力在剪切面上均匀分布，因而有式中：AS——剪切面面积；FS——剪切面上的剪力。剪切强度条件为式中：[

]——连接件的许用切应力。[

]由剪切破坏试验测定。对于钢材，其许用切应力与许用拉应力之间大致有如下关系：

[

]＝（0.6～0.8）[

]

目录轴向拉伸及压缩\连接件的强度计算1.2挤压强度的实用计算

铆钉在受剪切的同时，在钢板和铆钉的相互接触面上，还会出现局部受压现象，称为挤压。连接件与被连接件的相互接触面，称为挤压面（如图）。挤压面上传递的压力称为挤压力，用Fbs表示。挤压面上的应力称为挤压应力，用

bs表示。在挤压强度的实用计算中，假定挤压应力在挤压面的计算面积Abs上均匀分布，因而有

目录轴向拉伸及压缩\连接件的强度计算挤压强度条件为式中：[

bs]——材料的挤压许用应力，由试验测定。对于钢材，其挤压许用应力[

bs]与许用拉应力[

]之间大致有如下关系：[

bs]＝（1.7～2.0）[

]

上两式中的挤压面计算面积Abs规定如下：当挤压面为平面时（如键连接），Abs即为该平面的面积；当挤压面为半圆柱面时（如铆钉、螺栓连接），Abs为挤压面在其直径平面上投影的面积[图(a)]中阴影线部分的面积]。这是由于这样算得的挤压应力值，与理论分析所得的最大挤压应力值相近[图(b)]。目录轴向拉伸及压缩\连接件的强度计算

【例5.9】拖车挂钩用销轴连接如图所示。销轴材料的许用应力[

]＝30MPa，[

bs]＝80MPa。挂钩与被连接板件厚度分别为δ1＝8mm，δ2＝12mm。拖车拉力F＝15kN。试设计销轴的直径d。

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【解】

1）由销轴的剪切强度条件设计销轴直径d。

根据销轴的受力情况[图(b)]，销轴有m-m和n-n两个剪切面，这种情况称为双剪切。

取销轴中段为研究对象[图(c)]，由平衡方程∑X＝0，得目录轴向拉伸及压缩\连接件的强度计算根据剪切强度条件可得2）由销轴的挤压强度条件设计销轴直径d。

由于销轴上段及下段的挤压力之和等于中段的挤压力，而中段的挤压面计算面积为

2d,小于上段及下段挤压面计算面积之和2

1d（如图），故应按中段进行挤压强度计算。

目录轴向拉伸及压缩\连接件的强度计算由挤压强度条件可得最后选取销轴直径d＝18mm。

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【例5.10】图示两块钢板A和B搭焊在一起，已知钢板厚度δ=8mm，所受拉力F=150kN，焊缝材料的许用切应力[

]=108MPa，试求搭焊时焊缝所需的长度。目录轴向拉伸及压缩\连接件的强度计算【解】钢板A和B的板端搭在一起，在边缘焊成三角形的焊缝，称为贴角焊缝。试验表明，贴角焊缝沿最小纵截面（图中的m-m截面）发生剪切破坏。对于单条焊缝，承受的剪力为FS=F/2，剪切面面积为AS=lδcos45°，由焊缝的剪切强度条件，有代入数据，计算得钢板搭焊时焊缝所需的长度l为目录轴向拉伸及压缩\连接件的强度计算

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