§8-5连接件的实用计算法 以螺栓(或铆钉)连接为例 螺栓破坏实验表明连接处的破坏可能性有三种 (1)螺栓在两侧与钢板接触面的压力F作用下,将沿m n截面被剪断 (2)螺栓与钢板在相互接触面上因挤压而使连接松动; (3)钢板在受螺栓孔削弱的截面处被拉断。 其他的连接也都有类似的破坏可能性
§8-5 连接件的实用计算法 以螺栓(或铆钉)连接为例， 螺栓破坏实验表明,连接处的破坏可能性有三种： F F F F (1)螺栓在两侧与钢板接触面的压力F作用下，将沿mm截面被剪断； (2)螺栓与钢板在相互接触面上因挤压而使连接松动； (3)钢板在受螺栓孔削弱的截面处被拉断。 其他的连接也都有类似的破坏可能性。 F m F m
在局部面积上的受压称为挤压或承压。相当复杂 的问题。 工程上对螺栓连接的强度计算,均采用直接实验为 依据的实用计算。 1.剪切的实用计算 剪切面:螺栓将沿兩侧外力之间、 与外力作用线平行的截面mm F 发生相对错动,这种变形形式为 剪切。mm截面发生剪切变形称 F 为剪切面 F 用截面法,可得剪切面上的内 I江 力,即剪力Fs
在局部面积上的受压称为挤压或承压。相当复杂 的问题。 工程上对螺栓连接的强度计算，均采用直接实验为 依据的实用计算。 1. 剪切的实用计算 剪切面: 螺栓将沿两侧外力之间、 与外力作用线平行的截面m—m 发生相对错动，这种变形形式为 剪切。m-m截面发生剪切变形,称 为剪切面 用截面法，可得剪切面上的内 力，即剪力FS。 F F F m m Fs m m
在剪切实用计算中,假设剪切面上各点处的切应 力相等,得剪切面上的名义切应力和剪切的强度条 件 z=3≤[z 注意:连接件计算中,连接件材料的许用切应力 τ是通过直接试验,按上式得到剪切破坏时材料 的极限切应力,再除以安全因数,即得;可在 有关的设计规范中查到,它与钢材在纯剪应力状 态时的容许剪应力显然是不同的。 F为剪切面上的剪力;A为剪切面的面积。 对大多数的连接件(或连接)来说,剪切变形及 剪切强度是主要的
在剪切实用计算中，假设剪切面上各点处的切应 力相等，得剪切面上的名义切应力和剪切的强度条 件 [ ] S S = A F 注意：连接件计算中，连接件材料的许用切应力 []是通过直接试验，按上式得到剪切破坏时材料 的极限切应力，再除以安全因数，即得[]; 可在 有关的设计规范中查到，它与钢材在纯剪应力状 态时的容许剪应力显然是不同的。 FS为剪切面上的剪力； AS为剪切面的面积。 对大多数的连接件(或连接)来说，剪切变形及 剪切强度是主要的
例8-11图示的销钉连接中,构件A通过安全销C将力 偶矩传递到构件B。已知荷载F=2kN,加力臂长 =-12m,构件B的直径D=65mm,销钉的极限切应力 τn=200MPa。试求安全销所需的直径d。 解:取构件B和安全销为研 B A 究对象,其受力为 由平衡条件 F ∑M。=0,FD=M=F1 Fs M 剪力为Fs 36.92kN 剪切面积为 Is=nd/
例8-11 图示的销钉连接中，构件A通过安全销C将力 偶矩传递到构件B 。已知荷载F=2kN，加力臂长 l=1.2m，构件B的直径D=65mm，销钉的极限切应力 u =200MPa。试求安全销所需的直径d。 解：取构件B和安全销为研 究对象，其受力为 由平衡条件 M F D M Fl O = 0, S = e = S = = 36.92kN D Fl 剪力为 F 剪切面积为 π / 4 2 AS = d F F D O d D A C B l O Fs Fs Me
当安全销横截面上的切应力达到其极限值时,销 钉被剪断,即剪断条件为 F F As Td/4 解得 4F =0.0153m=15.3m CT
当安全销横截面上的切应力达到其极限值时，销 钉被剪断，即剪断条件为 2 u S S S π / 4 = = = d F A F 解得 0.0153m 15.3mm π 4 u S = = = F d
2.挤压的实用计算 在螺栓连接中,在螺栓与钢板相互接触的侧面上 将发生彼此间的局部承压现象,称为挤压。 在接触面上的压力,称为挤压力Fbs 挤压力过大,可能引起螺栓压扁或钢板在孔缘压皱 从而导致连接松动而失效 实际接 触面 直径投 F 影面人 分析受力、确定挤压面:实际的挤压面是半个圆 柱面,而在实用计算中用其直径平面4b来代替
2. 挤压的实用计算 分析受力、确定挤压面: 实际的挤压面是半个圆 柱面，而在实用计算中用其直径平面Abs来代替 在螺栓连接中，在螺栓与钢板相互接触的侧面上， 将发生彼此间的局部承压现象，称为挤压。 在接触面上的压力，称为挤压力Fbs 挤压力过大，可能引起螺栓压扁或钢板在孔缘压皱， 从而导致连接松动而失效 实际接 触面 直径投 影面 bs F F
名义挤压应力和挤压强度条件 Fh bs bs b ob是通过直接试验,并按上式得 到材料的极限挤压应力,从而确定 之
[bs]是通过直接试验，并按上式得 到材料的极限挤压应力，从而确定 之。 名义挤压应力和挤压强度条件 [ ] b s b s b s b s = A F
例8-12齿轮与轴由平键(b=16mm,h=10mm,)连接,它传递的 扭矩m=1600Nm,轴的直径=50mm,键的许用剪应力为[可80M Pa,许用挤压应力为[ab=240MPa,试设计键的长度 解:①键的受力分析如图 2m2×1600 F =64kN 0.05 L
解：键的受力分析如图 例8-12 齿轮与轴由平键（b=16mm，h=10mm，）连接，它传递的 扭矩m=1600Nm，轴的直径d=50mm，键的许用剪应力为[]= 80M Pa ，许用挤压应力为[ bs]= 240M Pa，试设计键的长度。 64kN 0.05 2 2 1600 = = = = = d m F FS Fb s 2 h m m d F AQ b h L
②剪应力和挤压应力的强度条件 F64×103 ≤[z]:[L1] 50mm lb 16×80 2F 2F2×64×10 ≤[o,]:[2]= =53.3mm Lh 10×240 ③综上[]=mx{[L][L]}=533m L
m d F b h L 剪应力和挤压应力的强度条件 50mm 16 80 64 10 [ ] [ ] 3 1 = = = b F L Lb FS S 53.3mm 10 240 2 64 10 [ ] 2 [ ] [ ] 2 3 2 = = = b s b s b s b s h F L Lh F 综上 L= maxL1 ,L2 = 53.3mm AS
例813销钉连接如图。已知F=18kN,=8mm,t1=5mm d≠=15mm,材料许用剪应力[]=60MPa,许用挤压应力 [σk}=20MPa,试校核销钉的强度 解:(1)剪应力强度 F 毯-图 F 9kN F4×9×10 =51MPa<[] A.丌×15 F/2 (2)挤压强度 F F/2 bs t S 18000 销钉满足强度要求。 150MPa<lobs] 8×15
例 8-13 销 钉 连 接 如 图 。 已 知 F=18kN, t=8mm, t 1 =5mm, d=15mm, 材料 许用剪应 力[τ] =60MPa, 许 用挤压应力 [σbs]=200MPa, 试校核销钉的强度。 t 1 F t F d F/2 FS F F F/2 FS 解：（1）剪应力强度 51 [ ] 15 4 9 10 9 2 2 3 = = = = = MPa A F k N F F s S S （2）挤压强度 150 [ ] 8 15 18000 bs bs bs bs MPa td F A F = = = = 销钉满足强度要求