第六章 拉壓桿件的強(qiáng)度與連接件設(shè)計(jì)c

1、12受力受力 一對(duì)等值、反向、作用線間距很小的平行力一對(duì)等值、反向、作用線間距很小的平行力。內(nèi)力內(nèi)力剪力剪力FS 沿剪切面切開(kāi)，由平衡方程求沿剪切面切開(kāi)，由平衡方程求FS 。剪切面剪切面 發(fā)生剪切破壞的面?？梢允瞧矫婊蚯妗０l(fā)生剪切破壞的面?？梢允瞧矫婊蚯?。變形變形 截面發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，直至剪切破壞。截面發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，直至剪切破壞。MMa變形變形受力受力剪力剪力FS=FFFS=FFS=FFS=FFS=M/rrF3以鉚釘連接為例，沿剪切面切開(kāi)以鉚釘連接為例，沿剪切面切開(kāi), 取部分鉚釘研究，取部分鉚釘研究，受力如圖。受力如圖。單剪：?jiǎn)渭簦篎S=F一個(gè)剪切面一個(gè)剪切面二個(gè)剪切面二個(gè)剪切面4即即切應(yīng)力切應(yīng)力

2、等于剪力等于剪力FS除以剪切面面積除以剪切面面積?？煽蓪?xiě)為：寫(xiě)為： =FS/A = b/n b是材料剪切強(qiáng)度，由實(shí)驗(yàn)確定；是材料剪切強(qiáng)度，由實(shí)驗(yàn)確定；n 是剪切安全系數(shù)。是剪切安全系數(shù)。對(duì)剪板、沖孔等需要剪斷的情況，應(yīng)滿(mǎn)足對(duì)剪板、沖孔等需要剪斷的情況，應(yīng)滿(mǎn)足 ： =FS/A b5壓頭壓頭襯套襯套支座支座試件試件 壓式剪切器壓式剪切器6bh/2dLM2)軸受力如圖，由平衡方程軸受力如圖，由平衡方程 mO(F)=M-FSd/2=0 得得: FS=2M/d=20.955/0.06=31.8kNMFSo o7 功率常常用千瓦功率常常用千瓦(kW)或馬力表示，注意到：或馬力表示，注意到： 1kW=100

3、0Nm/s, 1馬力馬力=736Nm/s, 則則功率、轉(zhuǎn)速與傳遞的扭矩之關(guān)系為：功率、轉(zhuǎn)速與傳遞的扭矩之關(guān)系為： M (kN.m)=9.55Np (千瓦千瓦)/n (轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分) M (kN.m)=7.02Np (馬力馬力)/n (轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分)MMM力矩的功力矩的功A可表示為力矩可表示為力矩M與其轉(zhuǎn)過(guò)的角度與其轉(zhuǎn)過(guò)的角度 之積，之積，功率功率NP是單位時(shí)間所做的功，故有：是單位時(shí)間所做的功，故有： NP=A/t=M /t /t是每秒轉(zhuǎn)過(guò)的角度（弧度）。是每秒轉(zhuǎn)過(guò)的角度（弧度）。8解：解：沖頭受壓，落料受剪。沖頭受壓，落料受剪。故能沖最小孔徑故能沖最小孔徑d= 34mm, 最大板厚最大板厚t=1

4、0mm。 由強(qiáng)度條件有：由強(qiáng)度條件有： =4F/ d2 解得：解得： d 34mm1) 考慮沖頭強(qiáng)度考慮沖頭強(qiáng)度 由落料受力可知，剪力由落料受力可知，剪力 FS=F， 剪切面為圓柱面，面積為剪切面為圓柱面，面積為 dt。有剪斷條件：有剪斷條件： =FS/A=F/t d b t2t1；雖然中間板擠壓力為上、下板的二倍，仍可；雖然中間板擠壓力為上、下板的二倍，仍可判斷其擠壓、拉伸應(yīng)力均小于上、下板。判斷其擠壓、拉伸應(yīng)力均小于上、下板。2)考慮考慮 釘、孔釘、孔 bs相同，考慮其一即可。相同，考慮其一即可。板孔邊擠壓力如圖，板孔邊擠壓力如圖， 有平衡方程有平衡方程: Fx=F/2-nFbs=0 Fb

5、s=F/2n。擠壓面為圓柱面，有效擠壓面積為擠壓面為圓柱面，有效擠壓面積為t1d。強(qiáng)度條件：強(qiáng)度條件： bs=F/2nt1d bs 即：即： n擠擠 F/2t1d bs=210103/2520280=3.75n個(gè)鉚釘個(gè)鉚釘F/2FF/2t1t221 對(duì)于對(duì)于菱形菱形布置，有：布置，有： =F/2t1(b-d) 即得：即得： b d+F/2t1 =152mm。F/8F/2菱形排列軸力圖F/43) b 四個(gè)鉚釘可布置成一排或二排。四個(gè)鉚釘可布置成一排或二排。若布置二排，有矩形和菱形二種排若布置二排，有矩形和菱形二種排列如圖，則危險(xiǎn)截面在虛線處。列如圖，則危險(xiǎn)截面在虛線處。對(duì)于對(duì)于矩形矩形布置，考慮

6、板拉壓有布置，考慮板拉壓有: =F/2t1(b-2d) 即得：即得： b 2d+F/2t1 =40+210103/25160=172mmF/4F/2矩形排列軸力圖只要使外力的作用線通過(guò)釘群圖只要使外力的作用線通過(guò)釘群圖形的形心，則可假定各釘形的形心，則可假定各釘受力相等。受力相等。22aABCDaBALaa30 daabtha23拉伸：拉伸： FN=F； A=(h-t)b/2; =FN/A ; (h-t)b/2 F/ 擠壓擠壓: Fbs=F; Abs=tb bs=Fbs/tb bs ; tb F/ bs aabthaah24 max=min0.7071/A= 拉拉, 2/A= 壓壓 aABCD

7、AFBFt1t2dCFFCDFCBCFCBFS25解解： 1)1)力的平衡條件力的平衡條件： MA(F)=2aF1cos30 -3Fa=0 Fx=-FAcos +F1sin30 =0aBALaa30 t1t2daBALaa30 CD 1 226解：研究解：研究A點(diǎn)平衡，有點(diǎn)平衡，有： FAB=FAD (FCD=FCB ) 2FABcos45 =- -FAC ;FFFF： =Ee e D DLAC=FACLAC/EA; D DLAD=FADLAD/EA：A FAC/ 拉拉； (FAC FAB=FAD)aABCD AFACFABFADBFBDFBCFAB 水平位移水平位移 uA=D DLAD/co

8、s45 = =uC; ;ACDuAuC /2 /2D DLAC /2：uA+uC+D DLAC= 27aABCD t1t2dCFFCDFCBCFCBFS28拉壓強(qiáng)度條件拉壓強(qiáng)度條件 =FN/A = ys/n 延性材料延性材料 b/n 脆性材料脆性材料拉、壓桿件；被連接件拉、壓桿件；被連接件 =FS/A = b/n A為剪切面面積為剪切面面積 剪切強(qiáng)度條件剪切強(qiáng)度條件連接件連接件 bs=Fbs/Abs bs Abs 為計(jì)算擠壓面積為計(jì)算擠壓面積 擠壓強(qiáng)度條件擠壓強(qiáng)度條件連接件、被連接件連接件、被連接件 =FS/A b剪斷條件剪斷條件工件、連接件工件、連接件1 1） 293) 利用強(qiáng)度條件，可以進(jìn)行利用強(qiáng)度條件，可以進(jìn)行 強(qiáng)度校核強(qiáng)度校核、截面設(shè)計(jì)截面設(shè)計(jì)、確定許用載荷確定許用載荷或或選材選材。4) 強(qiáng)度計(jì)算或強(qiáng)度設(shè)計(jì)的一般方法為：強(qiáng)度計(jì)算或強(qiáng)度設(shè)計(jì)的一般方法為：初步