材料力學(xué)講義四七

材料力學(xué)講授:顧志榮第三章剪切—連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)同濟(jì)大學(xué)顧志榮材料力學(xué)本章理論部分內(nèi)容選自范欽珊教授的同名課件第三章剪切/連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)一連接件的失效形式二連接件的假定計(jì)算基礎(chǔ)三連接件的實(shí)用計(jì)算

一連接件的失效形式

第三章剪切/連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)連接件失效形式連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的失效形式

剪斷(連接件與連接板)擠壓破壞（二者）

連接板拉斷

連接件失效形式連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的失效形式第三章剪切/連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)二連接件的假定計(jì)算基礎(chǔ)連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的假定計(jì)算基礎(chǔ)假定計(jì)算的基礎(chǔ)

一假定應(yīng)力均勻分布。兩方面的假定二在假定的前提下進(jìn)行實(shí)物或模型實(shí)驗(yàn)，確定許用應(yīng)力。第三章剪切/連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)三連接件的實(shí)用計(jì)算一個(gè)剪切面

剪切面連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的實(shí)用計(jì)算

1剪切的實(shí)用計(jì)算剪切面二個(gè)剪切面連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的實(shí)用計(jì)算

設(shè)計(jì)準(zhǔn)則連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的實(shí)用計(jì)算2擠壓假定計(jì)算有效擠壓面連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的實(shí)用計(jì)算設(shè)計(jì)準(zhǔn)則連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的實(shí)用計(jì)算3焊縫剪切假定計(jì)算

有效剪切面l有效剪切面連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的實(shí)用計(jì)算l有效剪切面

設(shè)計(jì)準(zhǔn)則連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的實(shí)用計(jì)算4粘連接的實(shí)用計(jì)算不同的粘接方式連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的實(shí)用計(jì)算不同的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的實(shí)用計(jì)算不同的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的實(shí)用計(jì)算

不同的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的實(shí)用計(jì)算思考題：指出下圖中的剪切面和擠壓面位置，寫出各剪切面面積和計(jì)算擠壓面面積。剪切A=ab思考：有無拉壓破壞可能？危險(xiǎn)截面？擠壓Abs=eb第三振章設(shè)剪赤切/連接灑件的裂強(qiáng)度朗設(shè)計(jì)思考題：指出下圖中的剪切面和擠壓面位置，寫出各剪切面面積和計(jì)算擠壓面面積。H剪切A釘=πdhA接頭=πDH擠壓Abs釘=π(D2-d2)/和4Abs接頭=Abs釘?shù)谌郎喺抡T剪誓切/連接件判的強(qiáng)度主設(shè)計(jì)問題討論1：木榫接頭如圖。接頭總高度H給定，試設(shè)計(jì)其他尺寸。拉伸：PN=P；A=(H-e)b/2;

=PN/A[];(H-e)b/2P/[H擠壓:Pbs=P飽;輕Abs=ebbs=Pbs/e慶b[bs];ebP/[bs]FQ=P；A=ab；=FQ/A[];abP/密[]解：蛙剪切染：?jiǎn)栴}討論2：鉸接正方形鑄鐵框架，各桿直徑均為d。[]壓=3[]拉,試求Pmax并設(shè)計(jì)銷釘C的尺寸。解：研知究A點(diǎn)平曾衡，債有：FNAB=FNA圣D=FNCB=FNCD=FN2FNcos莖45=P億FN=0蠟.7闊07子P（拉）研究B點(diǎn)平衡俗，有：FNB屋D=2淹FNcos鬧45=P荷(壓)剪切僵：FQ/A=望FNC真B/(d2/4)[];漆d?設(shè)計(jì)灰銷釘兆的尺句寸?（以倦銷C為例鬧）Pma震x=mi娘n{0勺.70賠7P1/A=悠[]拉,讀P2/A=尖[]壓}pFNCDFNCBCPFNCBFNCDCFNCBFQ擠壓鋤：Pbs/偉Abs=FNC察B/t1d[bs];塞t1?Pbs/太Abs=P乖/t2d[bs];吃t2?Pt1t2dPPaABCD問題討論3：剛性梁AB支承如圖，試設(shè)計(jì)A處銷釘?shù)某叽?。解?·

mA(F)=2aFN1cos30-3Pa=0

X=-RAcosa+FN1sin30=0力的平衡條件：2·剪切:FQ=RA/2;A=(d2/4);擠壓:Pbs=RA；Abs=t2d;Pbs=RA/2;Abs=t1d。A處銷釘設(shè)計(jì)aBALaa30PdRAFN1dFQRAt1t2解：

1)力的平衡條件：XA+FN1sin30=0YA+FN1cos30+FN2-P=0FN2a+2aFN1cos30-3Pa=02)變形幾何協(xié)調(diào)條件：3)物理方程…設(shè)計(jì)問題討論4：

剛性梁AB支承如圖，試設(shè)計(jì)A處銷釘?shù)某叽纭?·剪:FQ=RA/2;A=(d2/4);擠:Pbs=RA；Abs=t2d;Pbs=RA/2;Abs=t1d。A處銷釘設(shè)計(jì)aBALaa30PCYAFN1FN2XAt1t2dRAFQ122/c催os么30=21,問題討論5：鉸接正方形框架，各桿EA均相同，且[]壓=[]拉,AC桿比名義長(zhǎng)度短d,要強(qiáng)迫裝配。試設(shè)計(jì)桿的截面積A和銷釘?shù)某叽?。解：研籃究A點(diǎn)平赤衡，陷有平招衡方明程：FNA能B=FNA稿D(痕FNC晃D=FNC袋B)2FNABcos糧45=-FNAC;研究B點(diǎn)平獵衡，沖有：FNBD=-2握FNABco生s4嬌5；FNBD=矛F(xiàn)NA包C；-e關(guān)系：=Ee

DLAC=FNACLAC/EA;DLAD=FNADLAD/EA強(qiáng)度條件：AFNAC/[]拉；(NACFNAB=FNAD)水平輝位移uA=DLAD/c降os脂45=uC;UA+uC+DLAC=daBCDdANABNADNACBNBDNABNBCaBCDdA變形嘗協(xié)調(diào)員條件:ACDuAuC

d/2DLAC/2Fdt沖頭鋼板沖模例題3-1圖示沖床的最大沖壓力為400KN，被沖剪鋼板的剪切極限應(yīng)力為,試求此沖床所能沖剪鋼板的最大厚度t。已知d=34mm。FFF剪切面解：剪核切面奏是鋼恨板內(nèi)棗被沖頭沖窩出的圓處柱體的側(cè)面影：t沖孔汪所需倘要的雨沖剪封力：故即例題3-2兩矩形截面木桿，用兩塊鋼板連接如圖示。已知拉桿的截面寬度b=25cm，沿順紋方向承受拉力F=50KN，木材的順紋許用剪應(yīng)力為,順紋許用擠壓應(yīng)力為。試求接頭處所需的尺寸L和。FFLLbFF/死2F/2解：剪使切面此如圖隱所示淋。剪切面府面積訴為：剪切面由剪宴切強(qiáng)尼度條血件：由擠壓術(shù)強(qiáng)度條盜件：例題3-3厚度為的主鋼板用兩塊厚度為的同樣材料的蓋板對(duì)接如圖示。已知鉚釘直徑為d=2cm，鋼板的許用拉應(yīng)力，鋼板和鉚釘許用剪應(yīng)力和許用擠壓應(yīng)力相同，分別為，。若F=250KN，試求（1）每邊所需的鉚釘個(gè)數(shù)n；（2）若鉚釘按圖(b)排列，所需板寬b為多少？FFFFbFF圖(b李)圖(a腸)FF圖(b項(xiàng))解：可采用擇假設(shè)的田計(jì)算方影法：假定控每個(gè)媽鉚釘午所受欄的力房誠(chéng)都是母一樣跨的?？赡茉靺s成的破母壞：（1）因鉚喬釘被剪赴斷而使鬧鉚接被鋼破壞；（2）鉚彼釘和店板在蜘釘孔著之間心相互記擠壓憤過大遙，而兵使鉚箱接被破壞貧；（3）因富板有筋釘孔巾，在秤截面俊