連接件的強(qiáng)度計(jì)算

連接件的強(qiáng)度計(jì)算建筑力學(xué)目錄軸向拉伸及壓縮\連接件的強(qiáng)度計(jì)算連接件的強(qiáng)度計(jì)算

工程中的構(gòu)件之間，往往采用鉚釘、螺栓、銷(xiāo)軸以及鍵等部件相互連接（如圖）。起連接作用的部件稱(chēng)為連接件。連接件在工作中主要承受剪切和擠壓作用。由于連接件大多為粗短桿，應(yīng)力和變形規(guī)律比較復(fù)雜，因此理論分析十分困難，通常采用實(shí)用計(jì)算法。目錄軸向拉伸及壓縮\連接件的強(qiáng)度計(jì)算1.1剪切強(qiáng)度的實(shí)用計(jì)算

現(xiàn)以鉚釘為例[圖(a)]，介紹剪切的概念及其實(shí)用計(jì)算。

當(dāng)上、下兩塊鋼板以大小相等、方向相反、作用線(xiàn)相距很近且垂直于鉚釘軸線(xiàn)的兩個(gè)力F作用于鉚釘上時(shí)，鉚釘將沿m-m截面發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)，即剪切變形[圖(b)]。

如力F過(guò)大，鉚釘會(huì)被剪斷。m-m截面稱(chēng)為剪切面。應(yīng)用截面法，求得剪切面上的剪力FS＝F。

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在剪切強(qiáng)度的實(shí)用計(jì)算中，假定切應(yīng)力在剪切面上均勻分布，因而有式中：AS——剪切面面積；FS——剪切面上的剪力。剪切強(qiáng)度條件為式中：[

]——連接件的許用切應(yīng)力。[

]由剪切破壞試驗(yàn)測(cè)定。對(duì)于鋼材，其許用切應(yīng)力與許用拉應(yīng)力之間大致有如下關(guān)系：

[

]＝（0.6～0.8）[

]

目錄軸向拉伸及壓縮\連接件的強(qiáng)度計(jì)算1.2擠壓強(qiáng)度的實(shí)用計(jì)算

鉚釘在受剪切的同時(shí)，在鋼板和鉚釘?shù)南嗷ソ佑|面上，還會(huì)出現(xiàn)局部受壓現(xiàn)象，稱(chēng)為擠壓。連接件與被連接件的相互接觸面，稱(chēng)為擠壓面（如圖）。擠壓面上傳遞的壓力稱(chēng)為擠壓力，用Fbs表示。擠壓面上的應(yīng)力稱(chēng)為擠壓應(yīng)力，用

bs表示。在擠壓強(qiáng)度的實(shí)用計(jì)算中，假定擠壓應(yīng)力在擠壓面的計(jì)算面積Abs上均勻分布，因而有

目錄軸向拉伸及壓縮\連接件的強(qiáng)度計(jì)算擠壓強(qiáng)度條件為式中：[

bs]——材料的擠壓許用應(yīng)力，由試驗(yàn)測(cè)定。對(duì)于鋼材，其擠壓許用應(yīng)力[

bs]與許用拉應(yīng)力[

]之間大致有如下關(guān)系：[

bs]＝（1.7～2.0）[

]

上兩式中的擠壓面計(jì)算面積Abs規(guī)定如下：當(dāng)擠壓面為平面時(shí)（如鍵連接），Abs即為該平面的面積；當(dāng)擠壓面為半圓柱面時(shí)（如鉚釘、螺栓連接），Abs為擠壓面在其直徑平面上投影的面積[圖(a)]中陰影線(xiàn)部分的面積]。這是由于這樣算得的擠壓應(yīng)力值，與理論分析所得的最大擠壓應(yīng)力值相近[圖(b)]。目錄軸向拉伸及壓縮\連接件的強(qiáng)度計(jì)算

【例5.9】拖車(chē)掛鉤用銷(xiāo)軸連接如圖所示。銷(xiāo)軸材料的許用應(yīng)力[

]＝30MPa，[

bs]＝80MPa。掛鉤與被連接板件厚度分別為δ1＝8mm，δ2＝12mm。拖車(chē)?yán)＝15kN。試設(shè)計(jì)銷(xiāo)軸的直徑d。

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【解】

1）由銷(xiāo)軸的剪切強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)銷(xiāo)軸直徑d。

根據(jù)銷(xiāo)軸的受力情況[圖(b)]，銷(xiāo)軸有m-m和n-n兩個(gè)剪切面，這種情況稱(chēng)為雙剪切。

取銷(xiāo)軸中段為研究對(duì)象[圖(c)]，由平衡方程∑X＝0，得目錄軸向拉伸及壓縮\連接件的強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)剪切強(qiáng)度條件可得2）由銷(xiāo)軸的擠壓強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)銷(xiāo)軸直徑d。

由于銷(xiāo)軸上段及下段的擠壓力之和等于中段的擠壓力，而中段的擠壓面計(jì)算面積為

2d,小于上段及下段擠壓面計(jì)算面積之和2

1d（如圖），故應(yīng)按中段進(jìn)行擠壓強(qiáng)度計(jì)算。

目錄軸向拉伸及壓縮\連接件的強(qiáng)度計(jì)算由擠壓強(qiáng)度條件可得最后選取銷(xiāo)軸直徑d＝18mm。

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【例5.10】圖示兩塊鋼板A和B搭焊在一起，已知鋼板厚度δ=8mm，所受拉力F=150kN，焊縫材料的許用切應(yīng)力[

]=108MPa，試求搭焊時(shí)焊縫所需的長(zhǎng)度。目錄軸向拉伸及壓縮\連接件的強(qiáng)度計(jì)算【解】鋼板A和B的板端搭在一起，在邊緣焊成三角形的焊縫，稱(chēng)為貼角焊縫。試驗(yàn)表明，貼角焊縫沿最小縱截面（圖中的m-m截面）發(fā)生剪切破壞。對(duì)于單條焊縫，承受的剪力為FS=F/2，剪切面面積為AS=lδcos45°，由焊縫的剪切強(qiáng)度條件，有代入數(shù)據(jù)，計(jì)算得鋼板搭焊時(shí)焊縫所需的長(zhǎng)度l為目錄軸向拉伸及壓縮\連接件的強(qiáng)度計(jì)算

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