連接件的實(shí)用計(jì)算法 孫版課件

§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(cuò)動，甚至破壞。剪切面：發(fā)生錯(cuò)動的面。單剪切：有一個(gè)剪切面的桿件，如鉚釘。一個(gè)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(gè)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(gè)剪切面假設(shè)：①二個(gè)剪切面上剪力相等；②每一個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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

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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(gè)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