剪切与连接件的实用计算

dh
d 2
第三节 挤压的实用计算
1.挤压的概念
剪切与连接件的实用计算
FF
F
F
挤压面
压溃(塑性变形)
挤压计算对联接件与被联接件都需进行
2.挤压应力 挤压力
剪切与连接件的实用计算
d
t Fbs
Abs=td
s bs
Fbs Abs
计算挤压面
①挤压面为平面，计算挤压面就是该面
②挤压面为弧面，取受力面对半径的投 影面
F
n FSn
b l
d
O Me
O
Fbs
Me
h/2
nQ n
校核键的剪切强度：
FS 2Me / d 57.1kN
AS
bl
MO 0：
FS
d 2
Me
FS FS 28.6MPa
AS bl
校核键的挤压强度：
Fbs FS 57.1kN
Abs hl/2
sbs
Fbs Abs
Fbs (hl) / 2
95.2MPa
s
bs
强度满足要求
剪切与连接件的实用计算
[例四某钢桁架的一个结点如图所示。斜杆A由两个63×6的等边角钢组
成，受力P=140kN的作用。该斜杆用螺栓连接在厚度为t=10mm的结点板上，
螺栓直径为d=16mm。已知角钢、结点板和螺栓的材料均为Q235钢，许用应
力为〔σ〕=170MPa,〔τ〕 =130MPa ,〔σbs〕 =300MPa。试选择螺栓个数，
并校核斜杆A的拉伸强度。
F
F
A A
解：分成三个步骤：1、由剪切强度条件选择个数；2、用挤压强度
条件校核；3、校核斜杆的拉伸强度。
螺栓有两个受剪面
当螺栓直径相同、外力作用线通过形心
时，可假定每个螺栓受相同的力。即每个螺 栓所受力等于P/n
FS
Fn 2
F 2n
1.由剪应力强度条件：
剪切与连接件的实用计算
F F
F F
一、铆钉组承受横向荷载
假设：1.不考虑弯曲的影响；2.外力通过铆钉组的形心， 且各铆钉直径相同，则每个铆钉的受力也相等。
每个铆钉受相同的力F 1 =F/n 其中：n为铆钉组中的铆钉个数
计算方法：与上 一节方法相同
二、铆钉组承受扭转荷载
F
剪切与连接件的实用计算
此时每个铆钉的受力不相
同，每个铆钉上所受的力与到 形心的距离成正比，方向垂直 于该点与形心O点的连线。
F 剪切面 F
F FS
F
F
F
剪切面
F
F FS
3.剪切强度条件 max
剪切破坏条件 max b
剪切与连接件的实用计算
4.许用剪（切） 应力
τ
τu n
τ u： 采 用 模 拟 试 验 所 得 名义 剪 切 强 度 极 限 n ： 安 全 系 数 1
5.双剪(两个剪切面)试验
压头 试件
F
FS
3.挤压强度条件： (s bs )max s bs
4.挤压许用应力：由模拟实验测定
剪切与连接件的实用计算
[例三 图示轴与齿轮的平键联接。已知轴直径d=70mm，键的尺寸为
b×h×l=20×12×100mm ， 传 递 的 力 偶 矩 Me=2kN·m ， 键 的 许 用 应 力
[]=60MPa，[s]bs=100MPa。试校核键的强度。
F
e
m Fe Fiai
其中： m为钢板所受的转矩； Fi为每个铆钉所受的力； ai为铆钉截面中心至铆钉组形心的距离
剪切与连接件的实用计算
承受偏心荷载的铆钉组，可将偏心荷载P向形心简化为一 个过O点的荷载和一个绕O点的转矩。
则每个铆钉上所受的力为由横向力引起的力和转矩引起 的力两者的矢量和。
第一节 概述
键 连 接
m
铆钉（或螺栓）连接
剪切与连接件的实用计算
榫齿 连接
连接件
在构件连接处起连接作 用的部件。（如：螺栓、 销钉、键、铆钉、木榫接 头、焊接接头等。）
1、假设
剪切与连接件的实用计算
①按照破坏可能性 ② 反映受力基本特征 ③ 简化计算
2、计算名义应力
3、确定许用应力
F
F
直接试验结果
F
FS AS
2n
d2
2 140 1000
n 162 106
130MPa
得：
4
2、校核挤压强度
n 2.68
取： n 3
F
Fbs
F n
，
s bs
Fbs Abs
Fn td
140 1000 310 16 10 6
292 MPa
s bs
m Fbs
3、校核角钢的拉伸强度
满足挤压强度条件
Fbs
取两根角钢为分离体，作出受力图和轴力图。
16.7106 Pa
16.7MPa
剪切与连接件的实用计算
[例二] 如图螺钉，已知：[]=0.6[s]，求其d:h的合理比值。
h d
d h
F
剪切面
解
s
FN A
4F
d 2
s
当 s ， 分 别 达 到 [] ， [s] 时 ，
FS
F
材料的利用最合理
AS dh
F 0.6 4F 得 d : h 2.4
第二节 剪切实用计算
剪切与连接件的实用计算
1.剪切受力和变形特点
①受力特点：外力大小相等、方向相反、相距很近、 垂直于轴线
②变形特点：在ห้องสมุดไป่ตู้行外力之间的截面，发生相对错动 变形。
2.剪切计算只对联接件进行
3.名义切应力
剪力 FS=F
AS
F
FS F
AS AS
受剪面面积
剪切与连接件的实用计算
上刀刃 n 下刀刃 n
m
Fbs
可知 m-m为危险截面
FN，max F 140 kN A 2729 6 16 1266 mm 2
s
FN，m a x A
140000 12.66 104
111MPa s
斜杆满足拉伸强度的要求
第四节 铆钉连接的计算
剪切与连接件的实用计算
铆钉连接方式：单剪-----搭接、单盖板对接 双剪-----双盖板对接。
FS
u
Fu 2 As
u / n
剪切与连接件的实用计算
[例一 ] 图示装置常用来确定胶接处的抗剪强度，如已知 破坏时的荷载为10kN，试求胶接处的极限剪（切）应力。
F
F
①
①
FS
FS
10mm
②③ 胶缝
解：
F FS 2 5kN
As 0.03 0.01 310 4 m2
u
FS As
5103 3104