剪切和联结的实用计算.docx

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1、第四部分剪切和联结的实用计算3.1预备知识、基本概念1、联接件工程构件中有许多构件往往要通过联接件联接。所谓联接是指结构或机械中用螺栓、销钉、键、铆钉和焊缝等将两个或多个部件联接而成。这些受力构件受力很复杂，要对这类构件作精确计算是十分困难的。2、实用计算联接件的实用计算法，是根据联接件实际破坏情况，对其受力及应力分布作出一些假设和简化，从而建名义应力公式，以此公式计算联接件各部分的名义工作应力。另一方面，直接用同类联接件进行破坏试验，再按同样的名义应力公式，由破坏载荷确定联接件的名义极限应力，作为强度计算依据。实践证明，用这种实用

2、计算方法设计的联接许是安全可靠的。3、剪切的实用计算联接件一般受到剪切作用，并伴随有挤压作用。剪切变形是杆件的基本变形之一，它是指杆件受到一对垂直于杆轴的大小相等、方向相反、作用线相距很近的力作用后所引起的变形，如图3—1a所示。此时，截面cd相对于ab将发生错动（滑移）（图3—1b）即剪切变形。若变形过大，杆件将在cd面和ab面之间的某一截面m—m处被剪断，m—m截面称为剪切面。F(b)联接件被剪切的面称为剪切面。剪切的名义切应力公式为为剪切面面积，剪切强度条件为Q=A，式中Q为剪力，A4、挤压的实用计算联接件中产生挤压变形的表面

3、称为挤压面。名义挤压应力公式为FjyAjy，式中Fjy为挤压力，Ajy是挤压面面积。当挤压面为平面接触时（如平键），挤压面积等于实际承压面积;当接触面为柱面时，挤压面积为实际面积在其直径平面上投影。挤压强度条件为FjyjyAjy、重点与难点1、确定剪切面和挤压面、名义挤压面积的计算。2、注意区分挤压变形和压缩变形的不同，压缩是杆件的均匀受压，挤压则是在联接件的局部接触区域的挤压现象，在挤压力过大时，会在局部接触面上产生塑性变形或压碎现象。三、解题方法要点1、在进行联接件的强度计算时，首先要判断剪切面和挤压面，并确定剪切面积和挤压面积

4、。2、按名义应力公式计算切应力和挤压应力。3.2典型题解计算题图示某起重机的吊具，吊钧与吊板通过销轴联结，起吊重物F。己知：F=40kN，销轴直径D=22mm，吊钧厚度t=20mm。销轴许用应力：！.J-60MPaJrjJ-120MPa。试校核销FF/2F/2dL(b)(c)解：（1）剪切强度校核销轴的受力情况如图所示，剪切面为mm和op。截取mnop段作为脱离体，在两剪切面上的剪力为剪应力强度条件为将有关数据代入，得FF2x——43401052.6106Pa=52.6MPa!.I3.14220.02224故安全。(2)挤压强度校核

5、销轴与吊钩及吊板均有接触，所以其上、下两个侧面都有挤压应力。设两板的厚度之和比钩厚度大，则只校核销抽与吊钩之间的挤压应力即可。挤压应力强度条件为二jy二A~-jyIAjy将有关数据代入，得cjyAjy401091106Pa=91MPa打】0.0220.02jy故安全。、计算题试校核图示水平梁AB和螺栓的强度。A、B、C点均为铰接点，梁为矩形截面，杆BC与梁AB夹角30°。己知F=50kN,L=4m，钢梁的弯曲许用应力[

6、AL/23016cm⑵应力4cm8cm4cm螺栓直径d=2cm(a)(1)钢梁的受力如图所示，从而可得Fa=50kNFb=50kN校核钢梁强度，该梁为压弯组合，危险截面在梁中点，危险点是梁的上边缘，最大压FN+Mmax—50^103cos(30°)丄—50汉103工400*6AW8^1648汇162cmax二(3)校螺栓剪切和挤压强度33Fs501034's279.6MPa.•A2二22Fjyjy_A・Ajy3501031.3MPaAjy133钢梁和螺栓均安全。讨论工程结构是由很多构件组合而成的，只有其中每一个构件都是安全的，整个

7、结构才可以说是安全的。本题分别以梁和螺栓为研究对象，讨论它们各自的强度。梁是压弯组合变形，而对螺栓要校核剪切强度和挤压强度。三、计算题一木质拉杆接头部分如图所示，接头处的尺寸为h=b=18cm，材料的许用应力[b]=5Mpa,[bbs]=10Mpa,[t]=2.5Mpa，求许可拉力P。ii2hp■h11，3,33解按剪切强度理论计算:P_[.]lb_2.51060.182=8100^81kN按挤压强度计算:bs珥二bs]33Ptbs]殳b=10106号0.18「08000「08kN按拉伸强度计算:3十］h018P心b丁5106018

8、W540000kN因此，允许的最小拉力为54kN。四、计算题冲床的最大冲力为400kN，冲头材料的许用应力［d］=440MPa，求在最大冲力作用下所能冲剪的圆孔的最小直径d和板的最大厚度t。解：冲头压缩强度满足d2/”了/FJ$F//