第4章連接件強(qiáng)度的實用計算ppt課件

1、秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算2o 4.1 連接件的形式連接件的形式o 4.2 剪切強(qiáng)度實用計算剪切強(qiáng)度實用計算o 4.3 擠壓強(qiáng)度實用計算擠壓強(qiáng)度實用計算秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算3主要用于板的連接主要用于板的連接鉚釘連接是將一端帶有預(yù)制釘頭的鉚釘插入被連接構(gòu)件的鉚釘連接是將一端帶有預(yù)制釘頭的鉚釘插入被連接構(gòu)件的釘孔中，利用鉚釘槍或壓鉚機(jī)將另一端壓為封閉釘頭，將釘孔中，利用鉚釘槍或壓鉚機(jī)將另一端壓為封閉釘頭，將被連接件連接在一起。被連接件連接在一起。秦飛秦飛 編著編著材料力

2、學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算4主要用于連接可拆裝的結(jié)構(gòu)主要用于連接可拆裝的結(jié)構(gòu)用四個螺栓連用四個螺栓連接法蘭接法蘭, ,從而從而將兩個旋轉(zhuǎn)軸將兩個旋轉(zhuǎn)軸連接在一起連接在一起秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算5主要用于鋼結(jié)構(gòu)的連接主要用于鋼結(jié)構(gòu)的連接焊接是鋼結(jié)構(gòu)采用的主要連接焊接是鋼結(jié)構(gòu)采用的主要連接方式。它的優(yōu)點方式。它的優(yōu)點: :簡單簡單, ,效率高。效率高。焊縫焊縫秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算6主要用于木結(jié)構(gòu)的連接主要用于木結(jié)構(gòu)的連接木結(jié)構(gòu)中

3、常采用木結(jié)構(gòu)中常采用榫齒連接，榫齒榫齒連接，榫齒連接有平齒、單連接有平齒、單齒和雙齒連接三齒和雙齒連接三種。種。秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算7主要用于傳動軸的連接主要用于傳動軸的連接鍵鍵秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算8主要用于軸和軸套之間的連接主要用于軸和軸套之間的連接秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算9粘接是簡便的連接形式之一粘接是簡便的連接形式之一為了使粘接面加大，常用斜截面粘接，粘接面為了使粘接面加大，常用斜截面粘接，

4、粘接面上強(qiáng)度校核以切應(yīng)力為主。上強(qiáng)度校核以切應(yīng)力為主。秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算10螺栓主要承受剪切和擠壓螺栓主要承受剪切和擠壓變形。變形。失效形式：失效形式：1.1.剪切面剪切面- -剪斷剪斷2.2.擠壓面擠壓面- -嚴(yán)重塑性變形嚴(yán)重塑性變形秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算11兩塊鋼板通過鉚釘連接，在外力作用下，鉚釘?shù)慕孛鎯蓧K鋼板通過鉚釘連接，在外力作用下，鉚釘?shù)慕孛鎚-n將發(fā)生相對錯動，稱為剪切面。將發(fā)生相對錯動，稱為剪切面。 在剪切面上與截面相切的內(nèi)力，稱為剪力在剪切面上

5、與截面相切的內(nèi)力，稱為剪力, ,SF用用 表示表示在剪切面上，假設(shè)切應(yīng)力均勻分布，得到在剪切面上，假設(shè)切應(yīng)力均勻分布，得到AFSA剪切面面積剪切面面積剪切面剪切面名義切應(yīng)力名義切應(yīng)力秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算12 un剪切破壞試驗測得剪切破壞試驗測得許用切應(yīng)力許用切應(yīng)力安全因數(shù)安全因數(shù)safety factor）故，剪切強(qiáng)度條件為故，剪切強(qiáng)度條件為 AFS秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算13為使壓力機(jī)在超過最大壓力為使壓力機(jī)在超過最大壓力F=160kN作用時，重要機(jī)件不發(fā)作用時

6、，重要機(jī)件不發(fā)生破壞，在壓力機(jī)沖頭內(nèi)裝有保險器壓塌塊），如圖。生破壞，在壓力機(jī)沖頭內(nèi)裝有保險器壓塌塊），如圖。MPa360u知知 ：mm501dmm512dmm82D試確定保險器的尺寸試確定保險器的尺寸的大小。的大小。秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算14解：為了保障壓力機(jī)安全運行，應(yīng)使保險器達(dá)到最大沖壓解：為了保障壓力機(jī)安全運行，應(yīng)使保險器達(dá)到最大沖壓力時即破壞。力時即破壞。u1dF1 u2.83mmFd這種利用剪斷保險器以保障主機(jī)安全運行的安全裝置，在這種利用剪斷保險器以保障主機(jī)安全運行的安全裝置，在壓力容器、電力輸送及生活中的高壓鍋等

7、均可以見到。壓力容器、電力輸送及生活中的高壓鍋等均可以見到。秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算15由法蘭和四個螺栓組成的聯(lián)軸器，四個螺栓均勻布置在圓由法蘭和四個螺栓組成的聯(lián)軸器，四個螺栓均勻布置在圓周上，試確定最大許用扭矩周上，試確定最大許用扭矩T0T0。 知：知：d=150mm D=20mm =100MPa秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算16解：設(shè)螺栓橫截面面積為解：設(shè)螺栓橫截面面積為A，由，由平衡條件：平衡條件：S0S4)22dFTF d（當(dāng)螺栓剪切面上切應(yīng)力達(dá)到許用切應(yīng)力當(dāng)螺栓剪

8、切面上切應(yīng)力達(dá)到許用切應(yīng)力時，對應(yīng)的扭矩就是許用扭矩。因而時，對應(yīng)的扭矩就是許用扭矩。因而 AFSmN9425 22S0AddFT得得秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算17用于儀器設(shè)備的支撐墊，兩層鋼板之間粘連厚度為用于儀器設(shè)備的支撐墊，兩層鋼板之間粘連厚度為h h彈性橡彈性橡膠材料。試推導(dǎo)小變形條件下橡膠層平均切應(yīng)力的計算公膠材料。試推導(dǎo)小變形條件下橡膠層平均切應(yīng)力的計算公式以及鋼板的水平位移。式以及鋼板的水平位移。 設(shè)：設(shè)：鋼板承受剪力鋼板承受剪力FS橡膠剪切彈性模橡膠剪切彈性模量為量為G鋼板鋼板鋼板鋼板橡膠橡膠秦飛秦飛 編著編著材料力

9、學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算18解：橡膠層任一水平截面上的切應(yīng)力的合力與作用在鋼板解：橡膠層任一水平截面上的切應(yīng)力的合力與作用在鋼板上的剪力上的剪力 FS FS 平衡，有平衡，有abFS由剪切胡克定律，橡膠層的切應(yīng)由剪切胡克定律，橡膠層的切應(yīng)變?yōu)樽優(yōu)镚abFGS小變形條件下，鋼板的水平位移為小變形條件下，鋼板的水平位移為 GabhFhS考慮：實際上，橡膠任一考慮：實際上，橡膠任一水平截面上切應(yīng)力是否均水平截面上切應(yīng)力是否均勻分布？為什么？勻分布？為什么？秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算19連接件與被連接

10、件在互相傳遞力時，接觸表面是相互壓緊的，連接件與被連接件在互相傳遞力時，接觸表面是相互壓緊的，接觸表面上的總壓緊力稱為擠壓力，用接觸表面上的總壓緊力稱為擠壓力，用Fbs表示；相應(yīng)的應(yīng)表示；相應(yīng)的應(yīng)力稱為擠壓應(yīng)力力稱為擠壓應(yīng)力(bearing stress)，用，用bs表示表示 。秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算20n 工程上在確定擠壓面時采用簡化算法工程上在確定擠壓面時采用簡化算法 鉚釘、銷軸、螺栓連接鉚釘、銷軸、螺栓連接 鍵連接和榫齒連接鍵連接和榫齒連接Abs取為實際接觸面在直徑平面取為實際接觸面在直徑平面上的正投影面積。上的正投影面積

11、。Abs取為實際擠壓面積。取為實際擠壓面積。Abs稱為計算擠壓面積稱為計算擠壓面積秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算21bsbsbsbsAF擠壓強(qiáng)度條件擠壓強(qiáng)度條件bsbsbsAF-名義擠壓應(yīng)力名義擠壓應(yīng)力 對于鋼材等塑性材料對于鋼材等塑性材料 tbs)0 . 27 . 1 (假定擠壓應(yīng)力在計算擠壓面上均勻分布，于是假定擠壓應(yīng)力在計算擠壓面上均勻分布，于是秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算22特制扳手用于扭動圓軸，軸特制扳手用于扭動圓軸，軸的直徑為的直徑為d。軸和扳手之間。軸和扳手之間用

12、一鍵塊連接，鍵長度為用一鍵塊連接，鍵長度為c，橫截面為橫截面為bb的正方形，鍵的正方形，鍵塊鍵入深度為塊鍵入深度為b/2。現(xiàn)在扳手?，F(xiàn)在扳手上距軸心為上距軸心為L的位置施加力的位置施加力P，試推導(dǎo)鍵中名義擠壓應(yīng)力和試推導(dǎo)鍵中名義擠壓應(yīng)力和平均切應(yīng)力的計算公式。平均切應(yīng)力的計算公式。 秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算23解：分析扳手的受力，對軸心列力矩平衡方程，得解：分析扳手的受力，對軸心列力矩平衡方程，得)42(bsbdFPL鍵的擠壓應(yīng)力和剪切應(yīng)力分別為鍵的擠壓應(yīng)力和剪切應(yīng)力分別為)2(8bsbsbsbdbcPLAF)2(4ssbdbcP

13、LAF即即bdPLF24bs分析鍵的受力可知：分析鍵的受力可知：cbA)2/(bsbcA ssbsFF秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算24兩塊鋼板用直徑兩塊鋼板用直徑d=20mmd=20mm鉚釘搭接。采用兩種搭接形式，試計鉚釘搭接。采用兩種搭接形式，試計算所需的鉚釘數(shù)，并從強(qiáng)度角度比較兩種搭接形式的優(yōu)劣，算所需的鉚釘數(shù)，并從強(qiáng)度角度比較兩種搭接形式的優(yōu)劣，校核板的拉伸強(qiáng)度。知：校核板的拉伸強(qiáng)度。知： 兩鋼板尺寸相同兩鋼板尺寸相同 厚度厚度=10mm寬度寬度b=120mm 140MPaMPa320bst160MPa秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)

14、材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算25解：（解：（1按剪切強(qiáng)度條件確定鉚釘數(shù)按剪切強(qiáng)度條件確定鉚釘數(shù)42SdnFAF64. 342dFn（2按擠壓強(qiáng)度條件確定鉚釘數(shù)按擠壓強(qiáng)度條件確定鉚釘數(shù) sbsbbsbsdnFAF5 . 2sbdFn兩者取大值，最后確定鉚釘數(shù)兩者取大值，最后確定鉚釘數(shù)n=4。 秦飛秦飛 編著編著材料力學(xué)材料力學(xué) 第第4章章 連接件強(qiáng)度的實用計算連接件強(qiáng)度的實用計算26MPa200211）（dbFAF（3鋼板拉伸強(qiáng)度校核鋼板拉伸強(qiáng)度校核不滿足鋼板拉伸強(qiáng)度要求不滿足鋼板拉伸強(qiáng)度要求 1-1截面為危險截面，拉應(yīng)力為截面為危險截面，拉應(yīng)力為 ：方案方案1：畫出鋼板