材料力学材力讲稿ch23

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1、版权所有,2000,2005(c)华中科技大学力学系华中科技大学力学系罗俊材料力学Copyright,2000,2005(c)Dept.Mech.,HUST,ChinaE-mail：luo_jun_1975@hotmail.comTel:13971226189MechanicsofMaterials1第二章轴向拉伸和压缩2.1引言2.2截面法轴力及轴力图2.3应力拉压杆的应力2.4拉压杆的变形胡克定律2.5材料在拉伸和压缩时的力学性能2.6安全因数许用应力强度条件2.7连接部分的强度计算2.8拉压超静定问题2

2、一、连接件的受力特点和变形特点：1、连接件在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件。例如：螺栓、铆钉、键等。连接件虽小，起着传递载荷的作用。特点：可传递一般力，可拆卸。PP螺栓2.7连接部分的强度计算3PP铆钉特点：可传递一般力，不可拆卸。如桥梁桁架结点处于它连接。无间隙m轴键齿轮特点：传递扭矩。2.7连接部分的强度计算42、受力特点和变形特点：nn（合力）（合力）PP以铆钉为例：①受力特点：构件受两组大小相等、方向相反、作用线相互很近的平行力系作用。②变形特点：构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动。2.7

3、连接部分的强度计算5nn（合力）（合力）PP③剪切面：构件将发生相互的错动面，如n–n。④剪切面上的内力：内力—剪力Q，其作用线与剪切面平行。PnnQ剪切面2.7连接部分的强度计算6nn（合力）（合力）PP3、连接处破坏三种形式：①剪切破坏沿铆钉的剪切面剪断，如沿n–n面剪断。②挤压破坏铆钉与钢板在相互接触面上因挤压而使溃压连接松动，发生破坏。③拉伸破坏PnnQ剪切面钢板在受铆钉孔削弱的截面处，应力增大，易在连接处拉断。2.7连接部分的强度计算7二、剪切的实用计算实用计算方法：根据构件的破坏可能性，采用能反映

4、受力基本特征，并简化计算的假设，计算其名义应力，然后根据直接试验的结果，确定其相应的许用应力，以进行强度计算。适用：构件体积不大，真实应力相当复杂情况，如连接件等。实用计算假设：假设剪应力在整个剪切面上均匀分布，等于剪切面上的平均应力。2.7连接部分的强度计算81、剪切面--As：错动面。剪力--Fs：剪切面上的内力。2、名义剪应力--：3、剪切强度条件（准则）：nn（合力）（合力）PPPnnQ剪切面工作应力不得超过材料的许用应力。2.7连接部分的强度计算92.7连接部分的强度计算单剪双剪假设螺栓横截面积

5、为4、单剪,双剪：则单剪的名义剪应力为:则单剪的名义剪应力为:10三、挤压的实用计算1、挤压力―Fb：接触面上的合力。挤压：构件局部面积的承压现象。精确计算需要用到接触力学的概念和方法。挤压力：在接触面上压力的合力，记Fb。假设：挤压应力在有效挤压面上均匀分布。2.7连接部分的强度计算112、挤压面积：接触面在垂直Fb方向上的投影面的面积。3、挤压强度条件（准则）：工作挤压应力不得超过材料的许用挤压应力。挤压面积2.7连接部分的强度计算12四、应用2.7连接部分的强度计算][][1bsbssstt££；、校

6、核强度：][][2bsbbsssFAFAst³³；、设计尺寸：][][3bsbsbssAFAFst££；、设计外载：13例1木榫接头如图所示，a=b=12cm，h=35cm，c=4.5cm,P=40KN，试求接头的剪应力和挤压应力。解：：受力分析如图∶：剪应力和挤压应力剪切面和剪力为∶挤压面和挤压力为：PPPPbachPP2.7连接部分的强度计算h14mdP解：键的受力分析如图例2齿轮与轴由平键（b×h×L=20×12×100）连接，它传递的扭矩m=2KNm，轴的直径d=70mm，键的许用剪应力为[]

7、=60MPa，许用挤压应力为[bs]=100MPa，试校核键的强度。mbhL2.7连接部分的强度计算15综上，键满足强度要求。剪应力和挤压应力的强度校核mdPbhL2.7连接部分的强度计算16解：键的受力分析如图例3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[]=80MPa，许用挤压应力为[jy]=240MPa，试设计键的长度。mmdPbhL2.7连接部分的强度计算17mdPbhL剪应力和挤压应力的强度条件综上2.7连

8、接部分的强度计算18解：受力分析如图例4一铆接头如图所示，受力P=110kN，已知钢板厚度为t=1cm，宽度b=8.5cm，许用应力为[]=160MPa；铆钉的直径d=1.6cm，许用剪应力为[]=140MPa，许用挤压应力为[bs]=320MPa，试校核铆接头的强度。（假定每个铆钉受力相等。）bPPttdPPP112233P/42.7连接部分的强度计算19钢板的2--2和3--3面为危险