第三章連接件強(qiáng)度的實(shí)用計(jì)算

第三章連接件強(qiáng)度的實(shí)用計(jì)算第1頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月13.1概述3.2剪切的實(shí)用計(jì)算3.3擠壓的實(shí)用計(jì)算第2頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2如果受拉構(gòu)件是拼接的，除了受拉，還受什么作用？注意力轉(zhuǎn)到聯(lián)接件3.1概述在被聯(lián)接構(gòu)件（ConnectiveComponents）之間，常用鉚釘作為聯(lián)接件（Connector）第3頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3兩個(gè)或多個(gè)構(gòu)件相連——1.用釘子、鉚釘?shù)嚷?lián)結(jié)

2.焊接

3.其它本章只研究4種聯(lián)接件——螺栓、銷釘、鉚釘、鍵塊聯(lián)接件體系（聯(lián)接件、被聯(lián)接構(gòu)件）的受力特點(diǎn)：力在一條軸線上傳遞中有所偏離（與拉壓情況不同）

問(wèn)題：1.力傳遞的偏離引起什么新的力學(xué)現(xiàn)象？

2.如何計(jì)算聯(lián)接件、被聯(lián)接構(gòu)件的強(qiáng)度？

第4頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4簡(jiǎn)單典型——1個(gè)螺栓、2個(gè)被聯(lián)接的構(gòu)件先研究螺栓的受力情況第5頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5螺栓受力特點(diǎn)

1、橫截面mn,pq上有作用力V——

象剪刀一樣，試圖把螺栓從該截面處剪開(kāi)稱V為剪力

(Shearforce)，引起切應(yīng)力（Shearstress)2、桿段①、②、③受到被聯(lián)接構(gòu)件的擠壓（Bearing)引起擠壓應(yīng)力（Bearingstress)

第6頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6基于螺栓的受力分析，容易預(yù)測(cè)出螺栓可能的失效形式

（1）在截面mn,pq處被剪斷（2）受擠壓部分的半圓被“擠扁”（近似半橢圓）照片中的螺栓產(chǎn)生了塑性變形，驗(yàn)證了情況(2)還應(yīng)當(dāng)研究被聯(lián)接構(gòu)件有沒(méi)有新的受力特點(diǎn)第7頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7被聯(lián)接構(gòu)件受力特點(diǎn)

1、沒(méi)有受剪力作用2、同螺栓桿段①、②、③對(duì)應(yīng)半圓孔受到螺栓擠壓，有可能導(dǎo)致變形過(guò)大而失效（變成近似橢圓孔）

3、螺栓擠壓，有可能把被聯(lián)接構(gòu)件端部豁開(kāi)（一般將端部設(shè)計(jì)得充分長(zhǎng)，抵御豁開(kāi)力，因而對(duì)此不計(jì)算）第8頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8

為保證設(shè)計(jì)的安全,必須對(duì)聯(lián)接件、被聯(lián)接構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算：

聯(lián)接件——切應(yīng)力，擠壓應(yīng)力被聯(lián)接構(gòu)件——擠壓應(yīng)力切應(yīng)力、擠壓應(yīng)力的分布函數(shù)很復(fù)雜，需用有限元等數(shù)值方法計(jì)算（如擠壓應(yīng)力屬于接觸問(wèn)題）為了方便工程，提出實(shí)用計(jì)算——

假定應(yīng)力均勻分布，得到名義應(yīng)力；本質(zhì)算平均應(yīng)力剪切實(shí)用計(jì)算的步驟

1、算出剪力（根據(jù)靜力平衡）

2、計(jì)算名義切應(yīng)力（或平均切應(yīng)力）

3、強(qiáng)度校核

3.2剪切的實(shí)用計(jì)算第9頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9剪切強(qiáng)度計(jì)算1、剪力

2、名義切應(yīng)力

假定切應(yīng)力均勻分布，剪力V引起的切應(yīng)力為

m——名義的漢語(yǔ)拼音，或平均（mean）的英文縮寫第10頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月10為許用切應(yīng)力

3、強(qiáng)度校核若說(shuō)明設(shè)計(jì)滿足強(qiáng)度要求

否則，需重新設(shè)計(jì)，如加大螺栓直徑等第11頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月11如何確定許用切應(yīng)力

對(duì)材料做剪切試驗(yàn)，可測(cè)得剪斷時(shí)的切應(yīng)力值則該材料的許用切應(yīng)力為

——剪切安全因數(shù)

試驗(yàn)結(jié)論塑性

脆性第12頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月12算例第13頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月131.靜力平衡得到剪力V=P2.螺栓截面mn上平均切應(yīng)力或名義切應(yīng)力

3.強(qiáng)度校核

第14頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月14在聯(lián)接件中通常同時(shí)出現(xiàn)——

擠壓應(yīng)力和切應(yīng)力但二者有明顯區(qū)別AB剪力V擠壓力PA向剪力作用面積B向擠壓力計(jì)算面積Abs3.3擠壓的實(shí)用計(jì)算擠壓應(yīng)力計(jì)算面積——實(shí)際擠壓面在垂直擠壓力

方向上的投影

bs—bearingstress第15頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月15AB剪力V擠壓力PA向剪力作用面積B向擠壓力計(jì)算面積Abs注意：實(shí)際擠壓面是半圓柱切應(yīng)力——1、計(jì)算面積是剪力的真實(shí)作用區(qū)

2、名義切應(yīng)力是真實(shí)的平均切應(yīng)力

擠壓應(yīng)力——1、計(jì)算面積不一定是擠壓力真實(shí)作用區(qū)2、名義擠壓應(yīng)力不一定是平均擠壓應(yīng)力

第16頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月16綜上所述，擠壓應(yīng)力公式屬于真正的假定計(jì)算許用擠壓應(yīng)力也是靠破壞試驗(yàn)確定試驗(yàn)結(jié)果聯(lián)接件中通常同時(shí)出現(xiàn)——擠壓應(yīng)力、切應(yīng)力

被聯(lián)接構(gòu)件通常只出現(xiàn)——擠壓應(yīng)力第17頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月17例題第18頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月18外載集度

p=2MPa,角鋼厚

t=12mm,長(zhǎng)L=150mm,

寬b=60mm，螺栓直徑d=15mm.求螺栓名義切應(yīng)力和螺栓與角鋼間的名義擠壓應(yīng)力（忽略角鋼與工字鋼之間的摩擦力）解：（1）角鋼承受的總載荷（2）每個(gè)螺栓的剪力第19頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月19（3）螺栓所受的名義切應(yīng)力4）單個(gè)螺栓與角鋼間的擠壓力

第20頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月20（5）螺栓與角鋼間的名義擠壓應(yīng)力第21頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月21例題要點(diǎn)提示例3.1（P76）（1）看懂圖3.5(a)

（2）(P77)第1-3行一段話(由于…強(qiáng)度)不妥

(應(yīng)改為:應(yīng)當(dāng)分段驗(yàn)算銷釘?shù)臄D壓強(qiáng)度)例3.2（P77）（1）如何傳力（2）剪力、擠壓力計(jì)算例3.3（P79）（1）剪切面判斷—沿圓周垂直向下