工程力学(基础力学、材料力学)6材料力学第七章9节.ppt

前课回顾 1. 超静定结构的特点（什么是超静定结构？多余约束？超静定次数？超静定结构的优点） 2. 解拉压超静定问题的方法和步骤： （1）静力方面：列出静力平衡方程。 （2）变形几何方面：根椐变形几何相容条件建立变形几何方程，变形几何方程的个数与超静定次数相等。 （3）物理方面：将变形与力之间的关系（胡克定律）代入变形几何方程得补充方程。 内 容 提 要 7-9 拉（压）杆接头的计算 总 结 1、剪切及其实用计算 剪切的力学模型：受力特征，变形特征； 剪切面； 剪切的实用计算及剪切强度条件。 2、挤压及其实用计算 挤压的概念； 挤压面与挤压面的面积计算； 平均挤压应力及强度计算。 总 结 3. 拉压杆连接件的强度计算 （1）螺栓、销钉、铆钉的剪切强度计算 （2）挤压强度计算 （3）钢板的抗拉强度计算 重点、难点 1、判断剪切面与挤压面； 2、剪切与挤压的实用计算。 在铆钉组连接(图8-7)中, 为了简化计算, 设: 典型例题分析:铆钉组承受横向荷载作用 1、 不论铆接的方式如何, 均不考虑弯曲的影响; 2、 若外力的作用线通过铆钉组横截面的形心, 且同一组内各 铆钉的直径相同, 则每个铆钉的受力也相等。 每个 铆钉受力为 b 3 2 2 3 1 1 F F F F t 例题： 图示一普通螺栓 接头，受拉力F作用。已知： F=100KN，钢板厚t =8mm, 宽b=100mm，螺栓直径 d=16mm。螺栓许用应力： 钢板许用拉应力 试校核该接头的强度。 解：（1）螺栓的强度校核： 根据平衡，可得，每个 剪切面上的剪力为： F F 所以：剪切面上的剪应力为： 故安全。 （2）螺杆与板之间的挤压强度校核 每个螺栓所受到的挤压力为： 挤压面为半圆柱面，挤压面积为 所以：螺杆与板之间的挤 压应力为： F F t 轴力图 + F （3）板的抗拉强度校核 轴向拉伸强度条件： 1-1截面： 2-2截面： F F F b 3 2 2 3 1 1 * §7—9 拉（压）杆接头的计算 在构件连接处起连接作用的部分，如铆钉、螺栓 、键等， 统称为连接件。 一、概述 工程实例 剪切钢板；在钢板上冲圆孔；两块钢板用铆钉相连接；两块钢板用焊缝相连接。 铆钉 F F 焊缝 F F 冲头 钢板 P m m n n 工程实例： 桥梁桁架结点的铆钉（或高强度螺栓） 键的受力如图 b 所示。 机械中的轴与齿轮间的键连接 键 1 铆钉在 m—m 和 n—n 截面被剪断； 铆钉和钢板在接触面上因挤压使连接松动； 2 钢板在受铆钉孔削弱的截面处被拉断。 3 P m m n n d a b c F F 受力特征：受一对大小相等，指向相反，作用线相距很近的 横向外力的作用。 二、剪切的近似计算 变形特征：横截面沿外力作用方向发生错动。 a b F c d F m m 剪切面 剪力 FS = F m m FS F m m F m m F F F 剪切面 剪切面 假设剪切面上各点的切应力相等， 则剪切面上的名义切应力为： m m FS F m m F m m F F F 式中， FS 为剪切面上的剪力 A 为剪切面的面积。 剪切的强度条件为 [?] 为材料的许用切应力。 F断 F Fs Fs 试样 双剪 许用切应力 剪切的强度条件： 例题：图示装置常用来确定胶接处的抗剪强度, 若已知破坏时的荷载为10kN,试求胶接处的极限应力。 根据平衡条件得剪力Fs为 解: 首先取零件(1)为对象, 1 P (b) 1 单盖板对接 (图b) 双盖板对接 (图 c ) 螺栓与钢板相互接触的侧面上，发生的彼此间的局部承压现象， 称为挤压。 三、挤压的实用计算 F 剪切面 F F F F 挤压面 挤压面 F 剪切面 F F F F 挤压面 挤压面 在接触面上的压力， 称为挤压力，并记为 Fb 。 （1）螺栓压扁 （2）钢板在孔缘压皱 挤压破坏的两种形式 当两者材料不同时，应校核其中许用挤压应力较低的材料的挤压强度。 在挤压近似计算中，假设 名义挤压应力 的计算式为 Ab 为计算挤压面的面积 Fb 为接触面上的挤压力 d h 挤压面积Ab为实际接触面在直径平面上的投影面积。 实际接触面 直径投影面 1、挤压面为半圆柱面 挤压现象的实际受力如图 所示。 ?bS 2、当挤压面为平面时, Ab 为实际接触面面积。 注：挤压面一定与外力作用线垂直，且是联结件与被联结件的相互接触面。剪切面一定与外力作用线平行。 挤压的强度条件为 [?bS] 为许用挤压应力。 F F A B t 例题 ：一销钉连接