1、材料力學Material Mechanics 連接部分的強度計算連接部分的強度計算拉伸拉伸剪切連接處破壞可能方式： 剪斷(連接件與連接板) 擠壓破壞(鉚釘、連接件與連接板) 連接板拉斷 剪切剪切 擠壓擠壓材料力學Material Mechanics 概概 念念n當桿件受到兩個大小相等、當桿件受到兩個大小相等、方向相反的方向相反的橫向力橫向力F作用時，作用時，如果這兩個力的作用線彼此如果這兩個力的作用線彼此很靠近，即很靠近，即兩作用線的間距兩作用線的間距比桿的橫向尺寸小的很多時比桿的橫向尺寸小的很多時，桿的主要變形為相鄰橫截面桿的主要變形為相鄰橫截面發生相對錯動發生相對錯動這種變形稱為這種變形稱

2、為剪切變形剪切變形a F F 材料力學Material Mechanics 概概 念念n隨著橫向力隨著橫向力F的逐漸增加，桿的逐漸增加，桿件左、右兩部分的相對錯動也件左、右兩部分的相對錯動也隨著增加。直到最后截面隨著增加。直到最后截面m-m被剪斷。這種破壞方式稱為被剪斷。這種破壞方式稱為剪剪切破壞切破壞n截面截面m-m稱為稱為剪切面剪切面n實際工程中，許多聯接如實際工程中，許多聯接如鍵鍵、銷銷、鉚釘鉚釘、螺栓螺栓等都主要受到等都主要受到剪切作用剪切作用材料力學Material Mechanics 剪切實用計算剪切實用計算n以鉚釘聯接為例說明各種以鉚釘聯接為例說明各種接件的剪切強度的計算方接件的

3、剪切強度的計算方法法FSFS材料力學Material Mechanics 剪切實用計算剪切實用計算n利用利用截面法截面法，將鉚釘沿受剪面假，將鉚釘沿受剪面假想的截開，則截面上必有內力想的截開，則截面上必有內力FS，稱之為剪力。并且稱之為剪力。并且 FS = Fn實際剪切面應力分布比較復雜實際剪切面應力分布比較復雜n實際計算中，假定切應力在受剪實際計算中，假定切應力在受剪面上均勻分布。如果截面面積為面上均勻分布。如果截面面積為A，則則名義切應力名義切應力為為FSdh材料力學Material Mechanics 剪切實用計算剪切實用計算n設材料的許用切應力為設材料的許用切應力為t t ，為保證鉚釘

4、安全工為保證鉚釘安全工作，名義切應力作，名義切應力t t 應滿足應滿足FSdh材料力學Material Mechanics 剪切分析剪切分析Key:受剪面的確定受剪面的確定一個剪切面一個剪切面單剪切QPFF材料力學Material Mechanics 剪切分析剪切分析Key:受剪面的確定受剪面的確定二個剪切面二個剪切面雙剪切12QPFF材料力學Material Mechanics 例例 題題例例 已知鋼板厚已知鋼板厚t=10mm, 其其剪切極限應力為剪切極限應力為t tb=300MPa,若用沖床將鋼板沖出直徑若用沖床將鋼板沖出直徑d25mm的孔，問需要多大的孔，問需要多大的沖剪力的沖剪力P ？

5、解：剪切面就是鋼板內被沖頭沖出的圓餅體的柱形側面，面積為：225 10785 mmAdt沖孔需要的沖剪力為：66785 10300 10 =236 kNbPAt材料力學Material Mechanics 擠壓實用計算擠壓實用計算1. 概念概念擠壓擠壓：兩構件接觸且有力：兩構件接觸且有力傳遞時，就會產生擠壓傳遞時，就會產生擠壓擠壓力擠壓力：接觸面傳遞的力：接觸面傳遞的力 Fbs擠壓面擠壓面：接觸面上有力傳：接觸面上有力傳遞的那部分面積遞的那部分面積 鋼板與鉚釘之間材料力學Material Mechanics 擠壓實用計算擠壓實用計算n當擠壓力當擠壓力(F) 過大時，將導致擠壓過大時，將導致擠壓

6、面附近產生顯著的塑性變形，這種面附近產生顯著的塑性變形，這種破壞方式稱為破壞方式稱為擠壓破壞擠壓破壞FS破壞本質破壞本質剪切破壞：在相反力之間的各相鄰截面發生滑移。剪切破壞：在相反力之間的各相鄰截面發生滑移。-內部剪力內部剪力擠壓破壞：外力直接壓迫部位及附近局部發生較擠壓破壞：外力直接壓迫部位及附近局部發生較大變形而失效破壞。大變形而失效破壞。-外力外力 材料力學Material Mechanics 擠壓實用計算擠壓實用計算2. 名義擠壓應力名義擠壓應力擠壓面實際應力分布非常復雜，計算假設名義擠壓面實際應力分布非常復雜，計算假設名義應力沿應力沿名義擠壓面積名義擠壓面積均勻分布均勻分布材料力學M

7、aterial Mechanics 擠壓實用計算擠壓實用計算3.名義擠壓面積名義擠壓面積 a.接觸面為平面接觸面為平面 ， Abs為接觸面面積為接觸面面積 b.接觸面為柱面接觸面為柱面, bsAd4. 強度條件強度條件 bsbs材料力學Material Mechanics Example-Rocker-arm材料力學Material Mechanics Example-Rocker-arm 軸銷處軸銷處力系合成力系合成剪切強度條件剪切強度條件材料力學Material Mechanics Example-Rocker-arm擠壓強度條件擠壓強度條件材料力學Material Mechanics E

8、xampleDhFd tbs已知：校核強度拉應力： 214Fd剪應力： Fdhtt擠壓應力：221144bsbsFDd材料力學Material Mechanics Example- Rivet Groupn若外力作用線通過鉚釘組的截面形心，且同若外力作用線通過鉚釘組的截面形心，且同一組中各鉚釘的直徑相同，則每個鉚釘的受一組中各鉚釘的直徑相同，則每個鉚釘的受力也都相等力也都相等 FFFFFF材料力學Material Mechanics Example- Rivet GroupFFFFFF設組中有設組中有n個鉚釘，則每個鉚釘的受力為個鉚釘，則每個鉚釘的受力為 F1 = F/n材料力學Materia

9、l Mechanics Example- Rivet Group例例 兩塊厚度相同的鋼板兩塊厚度相同的鋼板用四個直徑相同的鉚釘連接，用四個直徑相同的鉚釘連接，已知載荷已知載荷F=80kN，板寬板寬b=80mm，厚度厚度 =10mm，鉚鉚釘直徑為釘直徑為d=16mm，許用剪切許用剪切應力應力t t =100MPa，許用擠壓許用擠壓應力應力 bs =300MPa，許用拉許用拉應力應力 =160MPa，校核該接校核該接頭的強度。頭的強度。FFFFdd材料力學Material Mechanics Example- Rivet GroupFFFFdd解解 破壞有四種形式：破壞有四種形式：鉚釘的鉚釘的剪切

10、剪切或或擠壓擠壓破壞；破壞；鋼板被鋼板被拉斷拉斷或或剪斷剪斷鉚釘的剪切強度校核鉚釘的剪切強度校核相應的剪切應力為相應的剪切應力為材料力學Material Mechanics Example- Rivet GroupFFFFdd2. 2. 鉚釘的擠壓強度校核鉚釘的擠壓強度校核 鉚釘的有效擠壓面積為鉚釘的有效擠壓面積為A= d，擠壓力擠壓力Fb=FS，擠擠壓應力為壓應力為鉚釘滿足強鉚釘滿足強度要求度要求材料力學Material Mechanics Example- Rivet GroupFFd1233. 板的拉伸強度校核板的拉伸強度校核 FNF3F/4F/4x軸力圖為軸力圖為板的受力如圖所示板的受力如圖所示1Fd23F