材料力学 教学课件 作者 范钦珊 第四章 连接件的剪切与挤压强度工程计算.pptVIP

已知外载集度p=2MPa, 角钢厚t=12mm, 长 L=150mm, 宽b=60mm，螺栓直径 d=15mm. 许用切应力为 ，许用挤压应力为 ，校核该联接强度。（忽略角钢与工字钢之间的摩擦力）。（1）角钢承受的总载荷 算例1 如图所示两块板厚t＝14mm的板采用上下两块盖板（板厚t＝8mm）连接，钢材采用Q235，手工焊，焊条E43，承受静态轴心力N＝500KN，已知端缝长度为Lw1＝400mm，侧缝长度为Lw2＝300mm，根据下列情况设计焊缝： （1）仅有侧面角焊缝； （2）仅有正面角焊缝； 解： 根据构造要求焊角尺寸 ≤ hf ≤1.2x8 ≤t-(1～2) 所以取hf=6mm （1）仅有侧面角焊缝； * 第四章 连接件的剪切与挤压强度工程计算 §4-1 铆接件的强度失效形式及相应的强度计算方法 §4-2 焊缝强度的剪切假定计算 §4-3 结论与讨论 4.1 铆接件的强度失效形式及相应的强度计算方法 铆钉 螺栓 联接件的作用：在被联接件间传递载荷 铆钉 螺栓 F F 剪切面 受力特点： 杆件受到两个大小相等，方向相反、作用线垂直于杆的轴线并且相互平行且相距很近的力的作用。 变形特点： 杆件沿两力之间的截面发生错动。 剪切面：发生错动的面。 构件剪切面上的内力可用截面法求得。 将构件沿剪切面假想地截开，保留一部分考虑其平衡。 F F F 剪切面 剪切面 剪力 单剪切：只有一个剪切面。 剪切面 双剪切：有两个剪切面。 剪切面 剪切面 螺栓 剪切面 如果剪力 过大，杆件将沿着剪切面被剪断而发生剪切破坏。 为了使构件不发生剪切破坏，需要建立剪切强度条件。 从有限元计算结果看剪切面上应力的分布情况十分复杂，工程中采用近似计算。 （1）实际： 切应力在剪切面上均匀分布； （2）假设： 4.1.1、连接件剪切破坏及剪切假定计算 A：剪切面面积，不一定是横截面面积，但与外截荷平行； （3）名义切应力 剪切强度条件： 名义许用切应力 2、选择截面尺寸; 3、确定许可载荷； 1、强度校核； 可解决三类问题： 在假定的前提下进行 实物或模型实验，确 定许用应力。 4.1.2、连接件的挤压破坏及挤压强度计算 挤压：连接件和被连接件在接触面上相互压紧的现象。 F F/2 F/2 F F/2 F/2 F F 挤压面Abs:联接件与被连接件之间的相互作用面。此处为半个圆柱面。 挤压力Fbs:联接件与被连接件之间的相互作用力。此处Fbs=F。 如果挤压力过大，联接件或被联接件在挤压面附近产生明显的塑性变形，使联接件被压扁或钉孔称为长圆形，造成联接松动。称为挤压破坏。 在有些情况下，构件在剪切破坏之前可能首先发生挤压破坏，所以需要建立挤压强度条件。 挤压面显著的塑性变形 （名义）挤压应力： F 挤压面面积Abs：实际挤压面在直径平面上的投影面积。此处Abs＝2td。 挤压强度条件： 许用挤压应力，由试验确定。 试验结果： 塑性 脆性 平键 键槽 F F b h l 传动轴 皮带轮 挤压面为平面： 挤压面计算面积的确定： 挤压面为平面时： 计算面积为实际挤压面在直径平面上的投影面积 挤压面为半个圆柱面时： 计算面积为实际挤压面面积 例题2 两矩形截面木杆，用两块钢板连接如图示。已知拉杆的 截面宽度 b=25cm，沿顺纹方向承受拉力F=50KN，木材的顺纹许 用剪应力为 , 顺纹许用挤压应力为 。试 求接头处所需的尺寸L和? 。 F F L L ? b F F/2 F/2 解：剪切面如图所示。剪 切面面积为： 剪切面 由剪切强度条件： 由挤压强度条件： 例题3 解：解 （1）角钢承受的总载荷 （2）每个螺栓的剪力 （3）剪切强度校核 （4）单个螺栓与角钢间的挤压力 （5）挤压强度校核 结论：该联接满足强度要求。 4.1.3、连接件的拉断强度计算 其计算方法与第三章中拉压杆的强度计算相同。 4.1.4、连接件后面的连接板的剪切计算 步骤： （1）根据构件的受力，确定剪切面。 假设剪切面上，切应力均匀分布（名义切应力）。 （4）建立剪切强度条件。 （2）利用截面法求出剪切面上的剪力 。 （3）采用实用计算方法，计算剪切面上的切应力 。 如何确定许用切应力 对材料做剪切试验，可测得剪断时的切应力值 。 则该材料的许用切应力为 n —— 剪切安全系数 试验结果： 塑性 脆性 例题1 F d t 冲头 钢板 冲模 图示冲床的最大冲压力为400kN，被冲剪钢板的剪切极限应力为 ,