工程力學(xué)二第講連接部分的強(qiáng)度計(jì)算

工程力學(xué)二第講連接部分的強(qiáng)度計(jì)算1第一頁，共二十二頁，2022年，8月28日

§2-8連接部分的強(qiáng)度計(jì)算剪切與剪切強(qiáng)度擠壓與擠壓強(qiáng)度習(xí)題講解2第二頁，共二十二頁，2022年，8月28日一、剪切與剪切強(qiáng)度一、連接件的受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)：1、連接件在構(gòu)件連接處起連接作用的部件，稱為連接件。例如：螺栓、鉚釘、鍵等。連接件雖小，起著傳遞載荷的作用。特點(diǎn)：可傳遞一般力，可拆卸。PP螺栓剪切第三頁，共二十二頁，2022年，8月28日PP鉚釘特點(diǎn)：可傳遞一般力，不可拆卸。如橋梁桁架結(jié)點(diǎn)處于它連接。無間隙m軸鍵齒輪特點(diǎn)：傳遞扭矩。剪切第四頁，共二十二頁，2022年，8月28日2、受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)：nn（合力）（合力）PP以鉚釘為例：①受力特點(diǎn)：構(gòu)件受到一對(duì)相距很近、等值反向的橫向力作用。②變形特點(diǎn)：受到一對(duì)反向力作用的相鄰截面間發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。剪切第五頁，共二十二頁，2022年，8月28日nn（合力）（合力）PP③剪切面：發(fā)生相互錯(cuò)動(dòng)或有錯(cuò)動(dòng)趨勢(shì)的平面，如n–n

。④剪切面上的內(nèi)力：內(nèi)力—剪力Fs

，其作用線與剪切面平行。（用截面法來求）PnnFs剪切面單剪切：構(gòu)件上有一個(gè)剪切面。雙剪切：構(gòu)件上有兩個(gè)剪切面。剪切第六頁，共二十二頁，2022年，8月28日nn（合力）（合力）PP3、連接處破壞三種形式：PnnFs剪切面鋼板在受鉚釘孔削弱的截面處，應(yīng)力增大，易在連接處拉斷。①剪切破壞沿鉚釘?shù)募羟忻婕魯?，如沿n–n面剪斷

。②擠壓破壞鉚釘與鋼板在相互接觸面上因擠壓、潰壓而使連接松動(dòng)，發(fā)生破壞。

③拉伸破壞(被連接件)剪切第七頁，共二十二頁，2022年，8月28日二、剪切的實(shí)用計(jì)算實(shí)用計(jì)算方法：受剪切件，一般為短粗件，其受力、變形復(fù) 雜，難以簡(jiǎn)化成簡(jiǎn)單的計(jì)算模型，切應(yīng)力在截 面上分布規(guī)律很難確定，為簡(jiǎn)化計(jì)算，假設(shè)剪 應(yīng)力在截面上均勻分布。許用切應(yīng)力確定：通過剪切實(shí)驗(yàn)，使試件的受力盡可能類似于 實(shí)際零件受力情況，加載至剪斷，得到破壞 時(shí)的極限應(yīng)力。除以安全系數(shù)。塑性材料：[t]=（0.6~0.8）[s]脆性材料：[t]=（0.8~1.0）[s]剪切第八頁，共二十二頁，2022年，8月28日1、剪切面--As

：錯(cuò)動(dòng)面。

剪力--Fs：剪切面上的內(nèi)力。2、切應(yīng)力--：3、剪切強(qiáng)度條件（準(zhǔn)則）：nn（合力）（合力）PPPnnFs剪切面工作應(yīng)力不得超過材料的許用應(yīng)力。用剪切強(qiáng)度條件也可解決三類強(qiáng)度問題(強(qiáng)度校核,截面設(shè)計(jì),確定許可載荷).剪切第九頁，共二十二頁，2022年，8月28日1、擠壓力―Fb

：接觸面上的壓力合力。連接件除承剪外,接觸面上還有相互壓緊。擠壓：構(gòu)件局部面積的承壓現(xiàn)象。當(dāng)擠壓力過大時(shí),可能使構(gòu)件產(chǎn)生顯著的局部塑性變形,使連接松動(dòng),影響其牢固性。假設(shè)：擠壓應(yīng)力在有效擠壓面上均勻分布。擠壓與擠壓強(qiáng)度條件擠壓bbd第十頁，共二十二頁，2022年，8月28日2、有效擠壓面積（計(jì)算擠壓面積）：接觸面（實(shí)際擠壓面）的 正投影面面積。3、擠壓強(qiáng)度條件（準(zhǔn)則）：

工作擠壓應(yīng)力不得超過材料的許用擠壓應(yīng)力。剪切有效擠壓面積dd第十一頁，共二十二頁，2022年，8月28日應(yīng)用剪切第十二頁，共二十二頁，2022年，8月28日PP例1木榫接頭如圖所示，a=b

=12cm，h=35cm，c=4.5cm,

P=40KN，試求接頭的切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力。解：：受力分析如圖∶：切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力剪切面和剪力為∶擠壓面和擠壓力為：PPPPbach第十三頁，共二十二頁，2022年，8月28日mdP解：鍵的受力分析如圖例2齒輪與軸由平鍵（b×h×L=20×12×100）連接，它傳遞的扭矩m=2KNm，軸的直徑d=70mm，鍵的許用切應(yīng)力為[]=60M

Pa，許用擠壓應(yīng)力為[bs]=100MPa，試校核鍵的強(qiáng)度。mbhL第十四頁，共二十二頁，2022年，8月28日綜上，鍵滿足強(qiáng)度要求。切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的強(qiáng)度校核mdPbhL剪切第十五頁，共二十二頁，2022年，8月28日解：鍵的受力分析如圖例3齒輪與軸由平鍵（b=16mm，h=10mm，）連接，它傳遞的扭矩m=1600Nm，軸的直徑d=50mm，鍵的許用切應(yīng)力為[]=80MPa，許用擠壓應(yīng)力為[bs]=240MPa，試設(shè)計(jì)鍵的長(zhǎng)度。mmdPbhL第十六頁，共二十二頁，2022年，8月28日mdPbhL切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的強(qiáng)度條件綜上剪切第十七頁，共二十二頁，2022年，8月28日解：受力分析如圖例4一鉚接頭如圖所示，受力P=110kN，已知鋼板厚度為t=1cm，寬度b=8.5cm，許用應(yīng)力為[

]=160MPa；鉚釘?shù)闹睆絛=1.6cm，許用切應(yīng)力為[]=140MPa，許用擠壓應(yīng)力為[bs]=320MPa，試校核鉚接頭的強(qiáng)度。（假定每個(gè)鉚釘受力相等。）bPPttdPPP112233P/4剪切第十八頁，共二十二頁，2022年，8月28日鋼板的2--2和3--3面為危險(xiǎn)面切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的強(qiáng)度條件綜上，接頭安全。ttdPPP112233P/4剪切第十九頁，共二十二頁，2022年，8月28日1、剪切的實(shí)用計(jì)算