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FF螺栓FF铆钉1、剪切实例§9-1剪切实用计算强度条件4(3)键块联接轴键齿轮FFtdt1t1d(4)销轴联接m52、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FFnnFF2FF2FF63、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。SFAtFSM7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]ttAFS8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[τ]=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2SFF/24Ad/ut[]untt(b)FF/2F/2(a)Fd名义剪切极限应力[]tSFA2289134F/.MPad/unt9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。FFFF挤压面剪切面FF§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[]bsbsbsFAss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]bsbsF/As111、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.nn（合力）（合力）FF(1)剪切破坏(2)挤压破坏(3)拉伸破坏FF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122、强度条件的应用ttbsbsFAsbsbsssSFAt(1)校核强度(2)设计截面bsbsFAsSFAt(3)求许可载荷(4)破坏条件utt13指出图示接头的剪切面积和挤压面积jqAbLjyAabFABCDE14DdhF(1)销钉的剪切面面积A(2)销钉的挤压面面积AbS思考题15DdhF挤压面剪切面Adhhd挤压面22bs()4DdA16例题9-2、试校核销钉的强度.FFtdt1t1解:2F2FF剪切面挤压面(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[t]=60MPa许用挤压应力为[sbS]=200MPad=15mmt1=5mmt=8mm17FFSFS(2)校核剪切强度2SFF由截面法得两个面上的剪力剪切面积为At(3)挤压强度校核bssd2F2FF剪切面挤压面24dSFA51MPatbsFAFtd150MPabss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FFSFS1、剪切强度计算275SFF/.kN剪力：tSF/A2(4)SF/d/[]t178d.mm2、挤压强度计算挤压力：15FkNbsA2tdbssbsF/A[]bss若取标准件，查手册，d=20mm。94d.mm178d.mmF/2FF/2t2ttt=8mm[t]=30MPa[sbs]=100MPa19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？F/2FF/2t3ttF/2FF/2t2tt20例9-4、冲床的最大冲压力F=400kN，冲头材料的许用压应力[s]=440MPa，钢板的剪切强度极限tu=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sFAd=34mmFAs24FdstFdutδ=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[t]=120MPa，[sbS]=160MPa，钢板的许用拉应力[s]=160MPa.试校核铆钉接头的强度.221、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FFbF/4F/4剪切面SF225kN4F.tSFAS24Fd112MPat23F/4F/4剪切面挤压面2、校核铆钉的挤压强度每个铆钉受挤压力为F/4bssbsFA4Ftd141MPabss(3)校核钢板的拉伸强度FF/4F/4F/4F/4+F3F/4F/411223324FF/4F/4F/4F/411221-1sN11FA()Fbdt107MPas2-2sN22FA34(2)Fbdt993MPa.s整个接头是安全的