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文檔簡介
§8.5連接件的實(shí)用計(jì)算法工程中構(gòu)件或零件彼此連接時(shí),起連接作用的部件稱為。、螺栓、銷釘、鍵等作為連接件。連接件的受力特點(diǎn):力在一條軸線上傳遞中有所偏離(與拉壓情況不同)
問題:1.力傳遞的偏離引起什么新的力學(xué)現(xiàn)象?
2.如何計(jì)算連接件、被連接構(gòu)件的強(qiáng)度?
螺栓連接鉚釘連接銷軸連接聯(lián)軸節(jié)銷螺栓螺栓鉚釘鉚釘PP焊接基于螺栓的受力分析,容易預(yù)測出螺栓可能的失效形式(1)在截面mn處被剪斷(2)受擠壓部分的半圓被“擠扁”(近似半橢圓)mn剪切變形的受力特點(diǎn):一、剪切的實(shí)用計(jì)算構(gòu)件受等值、反向、作用線距離很近的二平行力的作用。
FF剪切面變形特征:桿件沿兩力之間的截面發(fā)生錯動,甚至破壞。剪切面:發(fā)生錯動的面。單剪切:有一個剪切面的桿件,如鉚釘。一個剪切面單剪切FFFτmmFSFmmx以鉚釘為例:外力→內(nèi)力→應(yīng)力→強(qiáng)度計(jì)算剪力FS:剪切面上的內(nèi)力。
FFmmFτmmFFSmmx切應(yīng)力τ:假設(shè):
A:剪切面的面積。
剪切強(qiáng)度條件:
剪切面上的應(yīng)力。τ在剪切面上均勻分布其方向與Fs相同。故τ是名義剪應(yīng)力[]:許用切應(yīng)力;由實(shí)驗(yàn)得??刹橛嘘P(guān)手冊。
注意:1.剪切強(qiáng)度條件:適用于其它剪切構(gòu)件;2.剪切強(qiáng)度條件:可解決三類強(qiáng)度問題:1)校核:2)設(shè)計(jì)截面尺寸:3)確定許可載荷:FFFF擠壓力Fbs:擠壓面上的壓力。擠壓應(yīng)力
bs:假設(shè):
bs在擠壓面上均勻分布。
擠壓面上的正應(yīng)力。
bearingsurface直徑d
bs擠壓強(qiáng)度條件:其中[σbs]:許用擠壓應(yīng)力;注意:1)上式可解決三類強(qiáng)度問題;
Abs:擠壓面的計(jì)算面積。2)連接件與被連接件的材料不同時(shí),應(yīng)對擠壓強(qiáng)度較低的材料進(jìn)行擠壓計(jì)算,即選用較小的許用擠壓應(yīng)力。3)
當(dāng)擠壓面為平面時(shí),Abs為擠壓面的實(shí)際面積;
h:平鍵高度l:平鍵長度如平鍵:FbhlF4)當(dāng)擠壓面為半圓柱面時(shí),Abs為擠壓面的徑向投影面積。如鉚釘:擠壓強(qiáng)度條件:切應(yīng)力強(qiáng)度條件:脆性材料:塑性材料:小結(jié):連接件的強(qiáng)度計(jì)算為充分利用材料,切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力應(yīng)滿足圖示接頭,受軸向力F作用。已知F=50kN,b=150mm,δ=10mm,d=17mm,a=80mm,[σ]=160MPa,[τ]=120MPa,[σbs]=320MPa,鉚釘和板的材料相同,試校核其強(qiáng)度。
2.板的剪切強(qiáng)度解:1.板的拉伸強(qiáng)度例題
3.鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度4.板和鉚釘?shù)臄D壓強(qiáng)度結(jié)論:強(qiáng)度足夠。dDhF銷釘?shù)募羟忻婷娣eA=?銷釘?shù)臄D壓面面積Abs=?思考題
求:dDhF銷釘?shù)募羟忻婷娣e
A=?剪切面hddDhF擠壓面銷釘?shù)臄D壓面面積Abs=?擠壓面一、簡單鉚釘連接1.搭接一個剪切面單剪§8-6鉚釘連接的計(jì)算鉚釘連接:搭接、對接剪力:FS
=
F/2擠壓力:Fbs=
F軸力:FN=
F鉚釘連接:單釘、釘群2.對接(平接)主板蓋板二個剪切面假設(shè):①二個剪切面上剪力相等;②每一個剪切面上的切應(yīng)力均勻分布。雙剪剪力:FS
=
F/2擠壓力:Fbs=
F軸力:FN=
F通常,d
<2d1
擠壓強(qiáng)度計(jì)算考慮鉚釘中段與主板孔壁間的相互擠壓;
拉伸強(qiáng)度計(jì)算只需考慮主板。SSSS二、鉚釘群各鉚釘?shù)膖相等剪切強(qiáng)度計(jì)算可取任一鉚釘各鉚釘或板孔上的sbs
相等擠壓強(qiáng)度計(jì)算可取任一鉚釘或孔壁板的st
要選危險(xiǎn)截面計(jì)算,要綜合考慮截面面積、軸力的大小。1.外力過鉚釘群中心假設(shè):外力均勻分配在每個鉚釘上例:鉚接接頭,已知F=130kN,b=110mm,
d=10mm,
d1=7mm,d=17mm,許用應(yīng)力為[t]=120MPa,[st]=160MPa,[sbs]=300MPa,試校核鉚接接頭的強(qiáng)度。搭接—雙剪釘群—3個鉚釘(外力過鉚釘群中心)鉚釘剪切強(qiáng)度條件滿足d
<
2d1①校核鉚釘剪切強(qiáng)度校核主板的擠壓強(qiáng)度主板擠壓強(qiáng)度條件滿足②校核主板擠壓強(qiáng)度③校核主板拉伸強(qiáng)度1122可能的危險(xiǎn)截面:1-1截面、2-2截面主板的荷載圖?內(nèi)力圖?1122主板拉伸強(qiáng)度條件滿足該鉚接接頭安全2.外力不過鉚釘群中心外力向鉚釘群中心簡化OOFM過鉚釘群中心的外力+力偶等分到每個鉚釘上如何分配?OMOFAFCFB假設(shè)OFOFAFCFB名義切應(yīng)力FM名義擠壓應(yīng)力MF
/
3F
/
3F
/
3矢量合成例:直徑D=100mm的軸,由兩段聯(lián)接而成;聯(lián)接處加凸緣,并在D0=200mm的圓周上布置8個螺栓緊固,已知軸在扭轉(zhuǎn)時(shí)的最大切應(yīng)力為70MPa,螺栓的容許切應(yīng)力[t]=60MPa,試求螺栓所需的直徑。TFFFFFFFF螺栓群問題單剪dObh/2h/2其他聯(lián)接件的計(jì)算一、鍵的計(jì)算鍵連接輪和軸軸輪鍵剪切面:mmTlmm擠壓面:mn(mp)np鍵有兩種可能的破壞形式:
剪切破壞、擠壓破壞軸1.剪切強(qiáng)度計(jì)算dObh/2T軸mmFS[t
]為鍵的許用切應(yīng)力鍵的剪切強(qiáng)度條件:2.?dāng)D壓強(qiáng)度計(jì)算[sbs
]為鍵的許用擠壓應(yīng)力鍵的擠壓強(qiáng)度條件:dObh/2h/2Tn軸mFbs二、榫接計(jì)算剪切面:mm擠壓面:mn榫接有三種可能的破壞形式:剪切破壞、擠壓破壞、拉斷破壞。mmnmmFS1.剪切強(qiáng)度計(jì)算[t
]為材料的許用切應(yīng)力榫接頭的剪切強(qiáng)度條件:mmn2.?dāng)D壓強(qiáng)度計(jì)算[sbs
]為材料的許用擠壓應(yīng)力擠壓強(qiáng)度條件:Fbs3.拉伸強(qiáng)度計(jì)算nmFN拉伸強(qiáng)度條件:[st
]為材料的許用拉應(yīng)力三、梁的連接計(jì)算由幾部分拼接而成的梁——拼合梁釘子螺栓膠層拼合梁除整體要滿足梁的強(qiáng)度要求外,對釘子、螺栓、膠層也有強(qiáng)度要求,以保證梁的整體性。拼合梁的計(jì)算與梁的剪力和切應(yīng)力有密切關(guān)系①釘子、螺栓連接的梁:常對釘子或螺栓的數(shù)量、間距或直徑
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