1、材料力學(xué)第十章連接強(qiáng)度計(jì)算第1頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四10-1 概述 工程中幾個(gè)桿件彼此連接時(shí)，起連接作用的部件件稱為連(聯(lián))接件。FFdFFb鉚接第2頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四鍵連接：bFFnmlhl榫接:鍵軸T輪緣輪幅第3頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四膠接：焊接：FF第4頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四焊接、膠接.連接件：鉚釘（螺栓、銷 釘） 鍵；榫接；除桿件整體必須滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求外，連接件本身也應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度.第5頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四剪

2、切變形可見：作用在連接件兩側(cè)面上的一對合力大小相等、方向相反且相距很近，并使各自作用部分沿著與合力作用線之間的截面m-m（剪切面）發(fā)生相對錯(cuò)動。這種變形稱為剪切變形。FFmm第6頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四連接件的計(jì)算方法：實(shí)用計(jì)算方法：對連接件的破壞形態(tài)、應(yīng)力的分布作一些合理的簡化或假設(shè)。連接件本身不是桿件，變形又很復(fù)雜。實(shí)踐表明，只要簡化得當(dāng)，有充分的實(shí)驗(yàn)依據(jù)，其結(jié)果能滿足工程要求。FFmm用實(shí)用計(jì)算方法計(jì)算各種相應(yīng)的名義應(yīng)力;用實(shí)用計(jì)算方法計(jì)算與破壞荷載相應(yīng)的各種名義極限應(yīng)力.第7頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四10-2 鉚接強(qiáng)度計(jì)算一、簡

3、單鉚接接頭（一）搭接接頭FFbFFd第8頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四FFbFFd破壞形式：（1）鉚釘沿橫截面剪斷剪切破壞；（2）鉚釘與板孔壁 相互擠壓 而在鉚釘柱表面和板孔壁柱面發(fā)生顯著的塑性變形擠壓破壞；（3）板在釘孔位置由于截面削弱而被拉斷拉斷破壞；第9頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四1、剪切強(qiáng)度計(jì)算名義切應(yīng)力：AS 剪切面面積 (d 2 / 4)剪切強(qiáng)度條件：FFS = FFFS = FFF第10頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四2、擠壓強(qiáng)度計(jì)算Fbs= F名義擠壓應(yīng)力：擠壓面積：Abs = d擠壓強(qiáng)度條件：bs容許擠壓

4、應(yīng)力. 鋼材bs =（1.72.0）F bsFbsFF第11頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四3、拉伸強(qiáng)度計(jì)算名義拉應(yīng)力： At =（b- d )拉伸強(qiáng)度條件：FFN = F第12頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四（二）對接接頭AS 剪切面面積。 名義切應(yīng)力： 有兩個(gè)剪切面雙剪。F/ 2F/ 2FFSFSF/ 2F/ 2FSFSF蓋板FF11主板第13頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四一般 21名義擠壓應(yīng)力：Abs 擠壓面面積。由于21 ，考慮主板的拉伸強(qiáng)度。名義拉應(yīng)力： At 主板受拉面面積。F/ 2F/ 2FFSFSF/ 2F/

5、2FSFSF蓋板FF11主板第14頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四二、鉚釘群接頭 如果搭接接頭每塊板或?qū)咏宇^的每塊主板中的鉚釘超過一個(gè)，這種接頭就稱為鉚釘群接頭。在 鉚釘群接頭中，通常各鉚釘?shù)闹睆较嗤⒉牧弦蚕嗤匆欢ǖ囊?guī)律排列。第15頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四FFbd（一）外力通過鉚釘群中心1、搭接接頭FF第16頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四11FFFFbd2、對接接頭第17頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四 假定外力均勻分配在每個(gè)鉚釘上，每個(gè)鉚釘所受力均相等為F/n。因此，每個(gè)鉚釘?shù)拿x切應(yīng)

6、力、名義擠壓應(yīng)力均相等。 拉伸強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，要注意鉚釘?shù)膶?shí)際排列情況。 危險(xiǎn)截面要綜合考慮鉚釘孔削弱后的截面面積和軸力大小兩個(gè)因素。第18頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四例1：已知 F = 130 kN，b = 110 mm, = 10 mm,1 = 7 mm，d= 17mm, = 120MPa，t = 170MPa，bs=300MPa。校核鉚接頭強(qiáng)度.11FFFFbd第19頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四解：F 通過鉚釘群中心，故每個(gè) 鉚釘受力均等，均為F / 3。由于對接，鉚釘又受雙剪。剪切強(qiáng)度為： 鉚釘剪切強(qiáng)度足夠。 F/ 6F/ 6F/3Fbd

7、F/31221第20頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四 21 需校核主板（或鉚釘）中間段的擠壓強(qiáng)度。 擠壓強(qiáng)度滿足。 bsF/ 6F/ 6F/3第21頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四主板的拉伸強(qiáng)度為： 危險(xiǎn)截面可能是1-1、2-2，分別校核為： 主板拉伸強(qiáng)度也滿足。 2F/30FFbdF/31122第22頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四（二）外力不通過鉚釘群中心 偏心荷載 鉚釘群 在F 作用下，鉚釘群的分析計(jì)算與（一）相同。每個(gè)鉚釘所受的力為：方向與F 相同。F：FMe=FeCFF1FF2FF3FFeCFMe123第23頁，共40

8、頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四 在力偶Me 作用下，每個(gè)鉚釘受力大小與該鉚釘截面形心至鉚釘群中心的距離ri 成正比。 FiM 垂直于ri, , 方向與力偶Me的轉(zhuǎn)向相同。Cr1r2r3F 1MF 2MF 3MMe第24頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四在F與Me共同作用下，每個(gè)鉚釘所受的力：Cr1r2r3F 1MF 2MF 3MMeCFF1FF2FF3F第25頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四例2：已知 D = 100 mm, D0 = 200 mm,軸在扭轉(zhuǎn)時(shí)的max = 70 MPa，螺栓 = 60 MPa. 求螺栓所需直徑 d .AA

9、DD0第26頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四其中ri = D0 / 2，故Fi 均相等。解：由題意。這是一個(gè)僅承受力偶矩作用的螺栓群接頭問題。螺栓均為單剪。AADD0第27頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四又由軸的最大切應(yīng)力可得：名義切應(yīng)力為:由第28頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四10-3 其它連接件和連接的計(jì)算一、鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算鍵軸T輪緣輪幅FSOlmmTOh/2Odh/2bFmTm第29頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四1、剪切強(qiáng)度計(jì)算由力矩平衡：名義切應(yīng)力：容許切應(yīng)力AS=bl 剪切面面積剪切強(qiáng)度條件

10、：FsOmmTh/2Odh/2bFmTm第30頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四2、擠壓強(qiáng)度計(jì)算由平衡 Fbs = F = FS = 2T / d名義擠壓應(yīng)力：Abs = hl / 2 擠壓強(qiáng)度條件：擠壓面面積。FsOmmTh/2Odh/2bFmTm第31頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四二、榫接強(qiáng)度計(jì)算1、剪切強(qiáng)度計(jì)算由平衡 FS = F名義切應(yīng)力：AS=bl 剪切強(qiáng)度條件:剪切面面積nFFqmbFFnmlhl第32頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四2、擠壓強(qiáng)度計(jì)算由平衡 Fbs = F名義擠壓應(yīng)力：Abs =hb 擠壓面面積擠壓強(qiáng)

11、度條件：FFnqmbFFnmlhl第33頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四3、拉伸強(qiáng)度計(jì)算Mz = F(h+)/4名義拉應(yīng)力： 橫截面面積bFFnmlhlFN = F，F(xiàn)FnqmFNMz拉伸強(qiáng)度條件:第34頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四例3：一木屋架榫接節(jié)點(diǎn)，斜桿和水平桿均為bh =140 180mm2 的矩形截面。順 = 1 MPa，bs順 = 8MPa， bs橫=2.4MPa，F(xiàn)1=50kN，求、a。F1F2hh30gnmafF3解：由題意：F2 = F1cos30= 43.3 kN f-n為順紋剪切面，AS=abFS= F2 = 43.3 kN

12、m-n為擠壓面，Abs = bFbs = F2 = 43.3 kNaF2b順=310mm由第35頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四當(dāng)擠壓面的法線與木紋的夾角為。bs=bs順1+-1 sin3 bs順bs橫=6.2MPaF1F2hh30gnmafF3第36頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四三、梁的連接強(qiáng)度計(jì)算第37頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四例4：兩厚木塊用螺釘連接而成。如各橫截面上的剪力為3kN，求螺釘?shù)拈g距。已知：螺釘直徑d = 4mm，=60MPa, 162.587.52005050200zlllIz=113.5106mm4,S*z=20050(87.5-25)=625103mm3。第38頁，共40頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)4分，星期四162.587.52005050