材料力學講義四七

材料力學講授:顧志榮第三章剪切—連接件的強度設計同濟大學顧志榮材料力學本章理論部分內容選自范欽珊教授的同名課件第三章剪切/連接件的強度設計一連接件的失效形式二連接件的假定計算基礎三連接件的實用計算

一連接件的失效形式

第三章剪切/連接件的強度設計連接件失效形式連接件的強度設計/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度設計/連接件的失效形式第三章剪切/連接件的強度設計二連接件的假定計算基礎連接件的強度設計/連接件的假定計算基礎假定計算的基礎

一假定應力均勻分布。兩方面的假定二在假定的前提下進行實物或模型實驗，確定許用應力。第三章剪切/連接件的強度設計三連接件的實用計算一個剪切面

剪切面連接件的強度設計/連接件的實用計算

1剪切的實用計算剪切面二個剪切面連接件的強度設計/連接件的實用計算

設計準則連接件的強度設計/連接件的實用計算2擠壓假定計算有效擠壓面連接件的強度設計/連接件的實用計算設計準則連接件的強度設計/連接件的實用計算3焊縫剪切假定計算

有效剪切面l有效剪切面連接件的強度設計/連接件的實用計算l有效剪切面

設計準則連接件的強度設計/連接件的實用計算4粘連接的實用計算不同的粘接方式連接件的強度設計/連接件的實用計算不同的設計準則連接件的強度設計/連接件的實用計算不同的設計準則連接件的強度設計/連接件的實用計算

不同的設計準則連接件的強度設計/連接件的實用計算思考題：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算擠壓面面積。剪切A=ab思考：有無拉壓破壞可能？危險截面？擠壓Abs=eb第三振章設剪赤切/連接灑件的裂強度朗設計思考題：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/連接件判的強度主設計問題討論1：木榫接頭如圖。接頭總高度H給定，試設計其他尺寸。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：問題討論2：鉸接正方形鑄鐵框架，各桿直徑均為d。[]壓=3[]拉,試求Pmax并設計銷釘C的尺寸。解：研知究A點平曾衡，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?設計灰銷釘兆的尺句寸?（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，試設計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處銷釘設計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)調條件：3)物理方程…設計問題討論4：

剛性梁AB支承如圖，試設計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處銷釘設計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桿比名義長度短d,要強迫裝配。試設計桿的截面積A和銷釘?shù)某叽?。解：研籃究A點平赤衡，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點平獵衡，沖有：FNBD=-2握FNABco生s4嬌5；FNBD=矛F(xiàn)NA包C；-e關系：=Ee

DLAC=FNACLAC/EA;DLAD=FNADLAD/EA強度條件：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棗被沖頭沖窩出的圓處柱體的側面影：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力為,順紋許用擠壓應力為。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：剪切面由剪宴切強尼度條血件：由擠壓術強度條盜件：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接如圖示。已知鉚釘直徑為d=2cm，鋼板的許用拉應力，鋼板和鉚釘許用剪應力和許用擠壓應力相同，分別為，。若F=250KN，試求（1）每邊所需的鉚釘個數(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)解：可采用擇假設的田計算方影法：假定控每個媽鉚釘午所受欄的力房誠都是母一樣跨的?？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