工程力學(xué)習(xí)題答案8 廖明成

#第八章連接件的實(shí)用計(jì)算習(xí)題8.1矩形截面木拉桿的接頭如圖所示。已知軸向拉力F二50kN，截面寬度b二250mm，木材的順紋許用擠壓應(yīng)力10MPa，順紋許用切應(yīng)力L]=1MPa。試求接頭處所需bs的尺寸l和a。a,竺103二20mm250x10剪切面：Abs=lbF50x103剪切面：Abs=lb=—S=<1X106Alx250x106S故1、探二200mm8.2圖示螺栓聯(lián)接，已知外力F二200kN，板厚度t二20mm，板與螺栓的材料相同,其許用切應(yīng)力匸]=80其許用切應(yīng)力匸]=80MPa,試設(shè)計(jì)螺栓的直徑。.解：擠壓面A=tdbsF200x103解：擠壓面A=tdbsb==<200x106故d>0.05mbsAdx0.02bs剪切面：=—兀d22200x103<80x106因此d>0.05m8.3圖示一銷釘受拉力F作用，銷釘頭的直徑D二32mm，h二12mm，銷釘桿的直徑d二20mm，許用切應(yīng)力匸］=120MPa，許用擠壓應(yīng)力[b]=160MPa。[b]=300MPabs題8.3圖.FFT=_=s解：拉桿頭部的切應(yīng)力As兀dhFF拉桿頭部的擠壓應(yīng)力b==—f)加A兀\D2一d2丿bs從而：F=AT=兀dhT=3.14x20x10-3x12x10-3x120x106N=90.4KN<FssmaxF=bA=b兀（D2-d2）=300x106x3.14xbsbsbs（32x10-3丄-（20xl0一3）=587.8KN<Fmax所以應(yīng)取F=90.4KN；FF90.4KN再進(jìn)行強(qiáng)度校核：b===/）=72.0MPaA兀d23.14A20x10-3丿m28.4圖示兩塊鋼板用直徑d=20mm的鉚釘搭接，鋼板與鉚釘材料相同。已知F=160N，兩板尺寸相同，厚度t=10mm，寬度b=120mm，許用拉應(yīng)力［b〕=160MPa，許用切應(yīng)力Ij］=140MPa，許用擠壓應(yīng)力［b］=320MPa，試求所需要的鉚釘數(shù)，并加以排列,bs然后校核板的拉伸強(qiáng)度。題8.4圖.解：先考慮受剪切力時的情況,在鋼板和鉚釘都達(dá)到許用剪切應(yīng)力時F兀由t—4，A—na禾口a—d2^得,ASss4SFFCS兀丿d2T4將t]=140MPa,d=0.020m代入上式，得160x103Fs—-d2|t]土x（0.020）2x140x10644二3.64<4F,A—na,a—dt得n—一bs?bsbsaobsbsbsFdtobsF由o—-bsA將o—[o],t—0.01代入上式，得bsbsFFn—r"[FTdTtFTbsbsbs由以上兩式可以確定鉚釘?shù)膫€數(shù)為四個，下面確定排列方式為160x1030.020x0.01x320x106—2.5<3（n（ni為一行中鉚釘個數(shù)）得,F由o—N—A一na1bs將o—[o],A—0.01x0.12—0.0012m2,a—0.0002m2代入上式得bsf0.0012-160x103,160x106n1—0.0002—1所以每排只排一個，共四排，在此種排列情況下，強(qiáng)度符合條件。8.5圖示直徑為30mm的心軸上安裝著一個手搖柄，桿與軸之間有一個鍵K，鍵長36mm，截面為正方形，邊長8mm，材料的許用切應(yīng)力t]—560MPa，許用擠壓應(yīng)力[o]—200MPa，試求手搖柄右端F的最大許可值。30mm750mm題8.5圖.30mm750mm題8.5圖.解：擠壓面為A=4x36=144mm2bs故最大擠壓應(yīng)力為F=◎A=A[◎]=144mm2x200MPa=28.8kNbsbsbsbsbs剪切面為A=8x36=288mm2故最大剪切應(yīng)力為F=Ac=A[q]=288mm2x560MPa=161.28kNS由于F<F，所以取F=28.2kN，bsSbs由力矩平衡條件，得15xF-750xF=0bsF=576N手搖柄右端F的最大許為576N。&6圖示沖床的沖頭，在F力的作用下，沖剪鋼板，設(shè)板厚t=10mm，板材料的剪切強(qiáng)度極限工=360MPa，當(dāng)需沖剪一個直徑d=20mm的圓孔，