文档介绍：§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m-m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
F
m
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
F
s
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
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l=,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
剪力为
剪切面积为
F
F
D
O
d
D
A
C
B
l
O
F
s
s
F
e
M
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
解得
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
[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
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。
m
m
d
F
b
h
L
m
d
F
b
h
L
剪应力和挤压应力的强度条件
综上
AS
例8-13 销钉连接如图。已知F=18kN, t=8mm, t1=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。
解:(1)剪应力强度
(2)挤压强度
销钉满足强度要求。