第八章(II)連接部分計(jì)算 - 副本

材料力學(xué)第八章組合變形及連接部分的計(jì)算剪切切應(yīng)力的產(chǎn)生§8－5連接件的實(shí)用計(jì)算一、連接件的受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)：1、連接件剪切在構(gòu)件連接處起連接作用的部件，稱為連接件。例如：螺栓、鉚釘、鍵等。連接件雖小，起著傳遞載荷的作用。螺栓特點(diǎn)：可傳遞一般力，可拆卸。PP螺栓§8－5連接件的實(shí)用計(jì)算PP剪切鉚釘特點(diǎn)：可傳遞一般力，不可拆卸。如橋梁桁架結(jié)點(diǎn)處于它連接。無(wú)間隙m軸鍵齒輪特點(diǎn)：傳遞扭矩。2、受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)：剪切nn（合力）（合力）PP以鉚釘為例：①受力特點(diǎn)：構(gòu)件受兩組大小相等、方向相反、作用線相互很近（差一個(gè)幾何平面）的平行力系作用。②變形特點(diǎn)：構(gòu)件沿兩組平行力系的交界面發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。剪切nn（合力）（合力）PP③剪切面：構(gòu)件將發(fā)生相互的錯(cuò)動(dòng)面，如n–n

。④剪切面上的內(nèi)力：內(nèi)力—剪力FS

，其作用線與剪切面平行。PnnFS剪切面剪切鉚接的方式主要有：搭接、單蓋板對(duì)接和雙蓋板對(duì)接PPPP搭接PPPP單蓋板對(duì)接PPPP雙蓋板對(duì)接最大剪力？剪切nn（合力）（合力）P/2P/2P/2nnFS剪切面PPPP剪力FS=P/2搭接最大剪力？剪切nn（合力）（合力）PPPnn剪切面剪力FS=PPPPP單蓋板對(duì)接剪切（合力）（合力）P/2P剪力FS=P/2P/2PPPP雙蓋板對(duì)接剪切3、連接處破壞三種形式：

①剪切破壞沿鉚釘?shù)募羟忻婕魯?，如沿n–n面剪斷

。

②擠壓破壞鉚釘與鋼板在相互接觸面上因擠壓而使?jié)哼B接松動(dòng)，發(fā)生破壞。

③拉伸破壞鋼板在受鉚釘孔削弱的截面處，應(yīng)力增大，易在連接處拉斷。nn（合力）（合力）PPPnn剪切面剪切二、剪切的實(shí)用計(jì)算實(shí)用計(jì)算方法：根據(jù)構(gòu)件的破壞可能性，采用能反映受力基本特征，并簡(jiǎn)化計(jì)算的假設(shè)，計(jì)算其名義應(yīng)力，然后根據(jù)直接試驗(yàn)的結(jié)果，確定其相應(yīng)的許用應(yīng)力，以進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。適用：構(gòu)件體積不大，真實(shí)應(yīng)力相當(dāng)復(fù)雜情況，如連接件等。實(shí)用計(jì)算假設(shè)：假設(shè)剪應(yīng)力在整個(gè)剪切面上均勻分布，等于剪切面上的平均應(yīng)力。剪切1、剪切面--AS：錯(cuò)動(dòng)面。

剪力--FS：剪切面上的內(nèi)力。2、名義剪應(yīng)力--：3、剪切強(qiáng)度條件（準(zhǔn)則）：nn（合力）（合力）PP工作應(yīng)力不得超過(guò)材料的許用應(yīng)力。Pnn剪切面三、擠壓的實(shí)用計(jì)算1、擠壓力―Pjy

：接觸面上的合力。剪切擠壓：構(gòu)件局部面積的承壓現(xiàn)象。擠壓力：在接觸面上的壓力，記Pjy,或Pbs。假設(shè)：擠壓應(yīng)力在有效擠壓面上均勻分布。實(shí)際上,分布比較復(fù)雜,如上圖2、擠壓面積：接觸面在垂直Pjy方向上的投影面的面積。3、擠壓強(qiáng)度條件（準(zhǔn)則）：

工作擠壓應(yīng)力不得超過(guò)材料的許用擠壓應(yīng)力。剪切擠壓面積四、應(yīng)用剪切PP類似8-29木榫接頭如圖所示，a=b

=12cm，h=35cm，c=4.5cm,

P=40KN，試求接頭的剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力。解：：受力分析如圖∶：剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力剪切面和剪力為∶擠壓面和擠壓力為：剪切PPPPbachmdP解：鍵的受力分析如圖例2齒輪與軸由平鍵（b×h×L=20×12×100）連接，它傳遞的扭矩m=2KNm，軸的直徑d=70mm，鍵的許用剪應(yīng)力為[]=60M

Pa，許用擠壓應(yīng)力為[jy]=100MPa，試校核鍵的強(qiáng)度。剪切mbhL綜上，鍵滿足強(qiáng)度要求。剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的強(qiáng)度校核剪切mdPbhL剪切習(xí)題8-21螺釘受拉力F作用，螺釘頭的直徑D=32mm，h=12mm，螺釘桿的直徑d=20mm，[]=120MPa，許用擠壓應(yīng)力[]=300MPa，[]=160MPa。試求螺釘可承受的最大拉力。DhFd解：確定受剪面：受剪面為一圓柱面（直徑為d，高為h）受剪面面積S=擠壓面確定擠壓面擠壓面為一圓環(huán)面螺栓受拉面面積解：受力分析如圖類似8-25一鉚接頭如圖所示，受力P=110kN，已知鋼板厚度為t=1cm，寬度b=8.5cm，許用應(yīng)力為[

]=160MPa；鉚釘?shù)闹睆絛=1.6cm，許用剪應(yīng)力為[]=140MPa，許用擠壓應(yīng)力為[jy]=320MPa，試校核鉚接頭的強(qiáng)度。（假定每個(gè)鉚釘受力相等。）剪切bPPttdPPP112233P/4習(xí)題８－２５剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的強(qiáng)度條件鋼板的2--2和3--3面為危險(xiǎn)面綜上，接頭安全。剪切ttdPPP112233P/4PA例題8-4某剛桁架的一個(gè)節(jié)點(diǎn),斜桿A由兩個(gè)636的等邊角鋼組成。P=140KN，節(jié)點(diǎn)板厚度δ=10mm,螺栓直徑d=16mm,已知角鋼,節(jié)點(diǎn)板和螺栓的材料均為Q235鋼,許用應(yīng)力為試選擇螺栓個(gè)數(shù)并校核斜拉桿A的拉伸強(qiáng)度.PA（合力）P/2nP/nPP/3P/3P/3PP/32P/3A=2(729-6*16)=1266mm2剪切解:根據(jù)剪力強(qiáng)度條件確定螺栓個(gè)數(shù)

解得n=2.68,取n=3P/2nP/nP/2n校核擠壓強(qiáng)度條件滿足擠壓強(qiáng)度校核角鋼的抗拉強(qiáng)度:由于螺釘孔而削弱,Nmax=140，A=2(729-6*16)=1266mm2滿足拉伸強(qiáng)度II.鉚釘組承受扭轉(zhuǎn)荷載剪切首先確定鉚釘?shù)男涡奈恢肙，并計(jì)算出各鉚釘?shù)絆點(diǎn)的距離剪切1.若外力的作用線通過(guò)鉚釘組橫截面的形心,則各鉚釘受力相等2.若外力的作用線不通過(guò)鉚釘組橫截面的形心,則有剪切3.計(jì)算各個(gè)鉚釘?shù)暮狭羟?.計(jì)算最大應(yīng)力六．圖6所示拐軸，受鉛垂載荷P的作用，已知P=20KN,l=150mm,a=140mm許用應(yīng)力[]=160MPa,試按第四強(qiáng)度理論確定軸AB的直徑。（20分)2030403.圖示單元體，單位：MPa。求主應(yīng)力大小及方向，并在主單元體中表示出來(lái)。5.柱體受偏心壓縮時(shí)，下列結(jié)論中錯(cuò)誤的是()若集中力P位于截面核心的邊緣上，則柱體內(nèi)部不產(chǎn)生拉應(yīng)力B.若集中力P作用點(diǎn)位于截面核心內(nèi)部，則柱體內(nèi)不產(chǎn)生拉應(yīng)力。C.若集中力P的作用點(diǎn)位于截面核心的外部，則柱體內(nèi)可能產(chǎn)生拉應(yīng)力D.若集中力P的作用點(diǎn)位于截面核心外部，則柱體內(nèi)必產(chǎn)生拉應(yīng)力(×)三、拉力F=80kN的鉚釘接頭連接如圖。已知b=80mm，t=10mm，d=22mm，鉚釘?shù)脑S用切應(yīng)力[t]=130MPa,許用擠壓應(yīng)