连接件强度的实用计算(3)
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(应改为:应当分段验算销钉的挤压强度)
• 例3.2（P77）（1）如何传力 （2）剪力、挤压力计算
• 例3.3（P79） （1）剪切面判断—沿圆周垂直向下 （2）挤压面判断—圆面积
• 例3.4（P79） （1）假定—铆钉受力相同 （2）铆钉的剪切、挤压 （3）钢板整理的课件局部挤压、整体拉伸
22
第三章 联接件体系的强度实用计算
Practical Calculation of Strength
赠言：
for Connection System
君子之道，辟（譬）如行远，必自迩；
辟（譬）如登高，必自卑。
子思《中庸》
整理课件 1
• 3.1 概述 • 3.2 剪切的实用计算 • 3.3 挤压的实用计算
基于螺栓的受力分析，容易预测出螺栓可能的失效形式 （1）在截面mn, pq处被剪断 （2）受挤压部分的半圆被“挤扁” （近似半椭圆） 照片中的螺栓产生了塑性变形，验证了情况 (2)
还应当研究被联接构件有没有新的受力特点
整理课件 7
被联接构件受力特点
1、 没有受剪力作用
2、同螺栓杆段①、②、③ 对应半圆孔受到螺栓挤压， 有可能导致变形过大而失效（变成近似椭圆孔）
• 解： （1）角钢承受的总载荷
F pbL
（2）每个螺栓的剪力
V F pbL 22
整理课件 19
（3）螺栓所受的名义切应力
A V 剪pd2 b//4 L 22 p d2b L23 2..1 0 4 00 .0 .06 10 2.1 55
5.0 9(6MP ) a
4）单个螺栓与角钢 间的挤压力
Q F pbL 22
整理课件 20
（5）螺栓与角钢间的名义挤压应力
Q pbL / 2 pbL
A挤
td
2 td
2 .0 0 .06 0 .15 2 0 .012 0 .015
50 ( MPa )
整理课件 21
例题要点提示
• 例3.1（P76）（1）看懂图3.5(a) （2）(P77)第1-3行一段话(由于…强度 )不妥
b
n
n —— 剪切安全因数
试验结论
塑性 (0-0 .6 . 8 t)
脆性 整 理课( 件 0 8 -1 .0 )t
12
算例
整理课件 13
1. 静力平衡得到 剪力 V = P
2. 螺栓截面 mn 上平均切应力或名义切应力
mV ADP 2/44D P2
3. 强度校核 m
整理课件 14
数值方法计算（如挤压应力属于接触问题）
• 为了方便工程，提出实用计算 ——
假定应力均匀分布，得到名义应力；本质算平均应力
• 剪切实用计算的步骤
1、 算出剪力（根据静力平衡）
2 、计算名义切应力（或平均切应力）
3 、强度校核
整理课件
9
1、剪力
剪切强度计算
2 V P V P /2
2、名义切应力 假定切应力均匀分布，剪力 V 引起的切应力为
3、螺栓挤压，有可能把被联接构件端部豁开 （一般将端部设计得充分长，抵御豁开力，因而对此 不计算）
整理课件 8
3.2 剪切的实用计算 为保证设计的安全, 必须对联接件、被联接构件
进行强度计算：
联接件 —— 切应力，挤压应力
被联接构件—— 挤压应力 • 切应力、挤压应力的分布函数很复杂，需用有限元等
mV AD P2/2 /42D P2
m —— 名义 的汉语拼音，整理或课件平均（mean）的英文缩写
10
3、强度校核 若
m
说明设计满足强度要求 否则，需重新设计，如加大螺栓直径等
为许用切应力
整理课件 11
• 如何确定许用切应力
对材料做剪切试验，可测得剪断时的切应力值 b
则该材料的许用切应力为
整理课件 5
螺栓受力特点
1、 横截面 mn, pq 上 有作用力 V ——
象剪刀一样，试图把螺栓从该截面处剪开 称V为剪力 (Shear force)，引起切应力（ Shear stress)
2、杆段①、②、③ 受到被联接构件的挤压（Bearing) 引起挤压应力（Bearing stress)
整理课件 6
• 许用挤压应力也是靠破坏试验确定
• 试验结果
bs ( 1 .7 -2 .0 ) t
• 联接件 中通常同时出现 —— 挤压应力、切应力
• 被联接构件通常只出现 —— 挤压应力
整理课件 17
例题
整理课件 18
• 外载集度 p=2MPa, 角钢厚 t=12mm, 长 L=150mm, 宽b=60mm，螺栓直径 d=15mm. 求螺栓名义切应力 和螺栓与角钢间的名义挤压应力（忽略角钢与工字 钢之间的摩擦力）
• 本章只研究 4种联接件——螺栓、销钉、铆钉、键块
• 联接件体系（联接件、被联接构件）的受力特点： 力在一条轴线上传递中有所偏离（与拉压情况不同）
问题：1. 力传递的偏离引起什么新的力学现象？ 2. 如何计算联接件、被联接构件的强度？
整理课件 4
简单典型 —— 1个螺栓、2个被联接的构件
先研究螺栓的受力情况
整理课件 2
3.1 概 述 如果受拉构件是拼接的，除了受拉， 还受什么作用？注意力转到 联接件
在 被联接构件（Connective Components） 之间，常用 铆钉作为 联接整件理课（件 Connector）
3
• 两个或多个构件相连 —— 1. 用 钉子、铆钉等联结 2. 焊接 3. 其它
3.3 挤压的实用计算
• 在联接件中通常同时出现 —— 挤压应力和切应力
但二者有明显区别 A
bs
Pbs Abs
bs — bearing stress
A向
B向
B
剪力V
挤压 力P
剪力作用 面积
挤压力计算 面 积 Abs
• 挤压应力计算面积 —— 实际挤压面在垂直挤压力
整理课方件 向上的投影
15
A
A向
B向
剪力V
B
挤压 力P
剪力作用 面积
wenku.baidu.com
挤压力计算 面 积 Abs
注意：实际挤压面是半圆柱
• 切应力 —— 1、计算面积是剪力的真实作用区 2、名义切应力是真实的平均切应力
• 挤压应力 —— 1、计算面积不一定是挤压力真实作用区
2、名义挤整压理课应件 力不一定是平均挤压应力
16
• 综上所述，挤压应力 公式属于真正的假定计算
• 例3.2（P77）（1）如何传力 （2）剪力、挤压力计算
• 例3.3（P79） （1）剪切面判断—沿圆周垂直向下 （2）挤压面判断—圆面积
• 例3.4（P79） （1）假定—铆钉受力相同 （2）铆钉的剪切、挤压 （3）钢板整理的课件局部挤压、整体拉伸
22
第三章 联接件体系的强度实用计算
Practical Calculation of Strength
赠言：
for Connection System
君子之道，辟（譬）如行远，必自迩；
辟（譬）如登高，必自卑。
子思《中庸》
整理课件 1
• 3.1 概述 • 3.2 剪切的实用计算 • 3.3 挤压的实用计算
基于螺栓的受力分析，容易预测出螺栓可能的失效形式 （1）在截面mn, pq处被剪断 （2）受挤压部分的半圆被“挤扁” （近似半椭圆） 照片中的螺栓产生了塑性变形，验证了情况 (2)
还应当研究被联接构件有没有新的受力特点
整理课件 7
被联接构件受力特点
1、 没有受剪力作用
2、同螺栓杆段①、②、③ 对应半圆孔受到螺栓挤压， 有可能导致变形过大而失效（变成近似椭圆孔）
• 解： （1）角钢承受的总载荷
F pbL
（2）每个螺栓的剪力
V F pbL 22
整理课件 19
（3）螺栓所受的名义切应力
A V 剪pd2 b//4 L 22 p d2b L23 2..1 0 4 00 .0 .06 10 2.1 55
5.0 9(6MP ) a
4）单个螺栓与角钢 间的挤压力
Q F pbL 22
整理课件 20
（5）螺栓与角钢间的名义挤压应力
Q pbL / 2 pbL
A挤
td
2 td
2 .0 0 .06 0 .15 2 0 .012 0 .015
50 ( MPa )
整理课件 21
例题要点提示
• 例3.1（P76）（1）看懂图3.5(a) （2）(P77)第1-3行一段话(由于…强度 )不妥
b
n
n —— 剪切安全因数
试验结论
塑性 (0-0 .6 . 8 t)
脆性 整 理课( 件 0 8 -1 .0 )t
12
算例
整理课件 13
1. 静力平衡得到 剪力 V = P
2. 螺栓截面 mn 上平均切应力或名义切应力
mV ADP 2/44D P2
3. 强度校核 m
整理课件 14
数值方法计算（如挤压应力属于接触问题）
• 为了方便工程，提出实用计算 ——
假定应力均匀分布，得到名义应力；本质算平均应力
• 剪切实用计算的步骤
1、 算出剪力（根据静力平衡）
2 、计算名义切应力（或平均切应力）
3 、强度校核
整理课件
9
1、剪力
剪切强度计算
2 V P V P /2
2、名义切应力 假定切应力均匀分布，剪力 V 引起的切应力为
3、螺栓挤压，有可能把被联接构件端部豁开 （一般将端部设计得充分长，抵御豁开力，因而对此 不计算）
整理课件 8
3.2 剪切的实用计算 为保证设计的安全, 必须对联接件、被联接构件
进行强度计算：
联接件 —— 切应力，挤压应力
被联接构件—— 挤压应力 • 切应力、挤压应力的分布函数很复杂，需用有限元等
mV AD P2/2 /42D P2
m —— 名义 的汉语拼音，整理或课件平均（mean）的英文缩写
10
3、强度校核 若
m
说明设计满足强度要求 否则，需重新设计，如加大螺栓直径等
为许用切应力
整理课件 11
• 如何确定许用切应力
对材料做剪切试验，可测得剪断时的切应力值 b
则该材料的许用切应力为
整理课件 5
螺栓受力特点
1、 横截面 mn, pq 上 有作用力 V ——
象剪刀一样，试图把螺栓从该截面处剪开 称V为剪力 (Shear force)，引起切应力（ Shear stress)
2、杆段①、②、③ 受到被联接构件的挤压（Bearing) 引起挤压应力（Bearing stress)
整理课件 6
• 许用挤压应力也是靠破坏试验确定
• 试验结果
bs ( 1 .7 -2 .0 ) t
• 联接件 中通常同时出现 —— 挤压应力、切应力
• 被联接构件通常只出现 —— 挤压应力
整理课件 17
例题
整理课件 18
• 外载集度 p=2MPa, 角钢厚 t=12mm, 长 L=150mm, 宽b=60mm，螺栓直径 d=15mm. 求螺栓名义切应力 和螺栓与角钢间的名义挤压应力（忽略角钢与工字 钢之间的摩擦力）
• 本章只研究 4种联接件——螺栓、销钉、铆钉、键块
• 联接件体系（联接件、被联接构件）的受力特点： 力在一条轴线上传递中有所偏离（与拉压情况不同）
问题：1. 力传递的偏离引起什么新的力学现象？ 2. 如何计算联接件、被联接构件的强度？
整理课件 4
简单典型 —— 1个螺栓、2个被联接的构件
先研究螺栓的受力情况
整理课件 2
3.1 概 述 如果受拉构件是拼接的，除了受拉， 还受什么作用？注意力转到 联接件
在 被联接构件（Connective Components） 之间，常用 铆钉作为 联接整件理课（件 Connector）
3
• 两个或多个构件相连 —— 1. 用 钉子、铆钉等联结 2. 焊接 3. 其它
3.3 挤压的实用计算
• 在联接件中通常同时出现 —— 挤压应力和切应力
但二者有明显区别 A
bs
Pbs Abs
bs — bearing stress
A向
B向
B
剪力V
挤压 力P
剪力作用 面积
挤压力计算 面 积 Abs
• 挤压应力计算面积 —— 实际挤压面在垂直挤压力
整理课方件 向上的投影
15
A
A向
B向
剪力V
B
挤压 力P
剪力作用 面积
wenku.baidu.com
挤压力计算 面 积 Abs
注意：实际挤压面是半圆柱
• 切应力 —— 1、计算面积是剪力的真实作用区 2、名义切应力是真实的平均切应力
• 挤压应力 —— 1、计算面积不一定是挤压力真实作用区
2、名义挤整压理课应件 力不一定是平均挤压应力
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• 综上所述，挤压应力 公式属于真正的假定计算