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1、1,1剪切的概念与强度计算,第15章 联接件的剪切与挤压的工程实用计算,2,单剪：FS=F,双剪：FS=F/2,1剪切的概念与强度计算,第15章 联接件的剪切与挤压的工程实用计算,3,假定剪力FS均匀分布在剪切面上，,即剪应力 等于剪力FS除以剪切面面积。,以平均剪应力作为剪切面上的名义剪应力，则有：=FS/A,4,例：,测得剪断时的载荷Fb则剪切极限强度：b=FS/A=Fb/2A0A0是试件初始横截面积。,5,解：1)依据功率、转速与传递的扭矩M之关系，有:M=954920/200=955N.m,3)平键剪切面面积为:A=bL=2040=800 mm2.剪应力为:=FS/A=31.8103/
2、800=39.6MPa=80MPa 故平键剪切强度足够。,6,例2 冲头材料=440MPa,钢板 b=360MPa,F=400kN。试估计所能冲出的最小孔径d及此 时所能冲剪的最大钢板厚度t。,解：冲头受压，落料受剪。,故能冲最小孔径d=34mm,最大板厚t=10mm。,7,2.挤压的概念与强度计算,第15章 联接件的剪切与挤压的工程实用计算,8,9,挤压力分布在挤压面上，如图,Abs是挤压面在垂直于挤压力之平面上的投影面积。如钉与板连接，Abs等于td。名义挤压应力如图c。,bs=(1.5-2.5)（延性材料）bs=(0.9-1.5)（脆性材料）,10,强度条件：=FS/(d2/4)有：d2
3、4FS/=100103/80p=398mm2 即得：d19.9mm 取d=20mm,例3 联轴节四个螺栓对称置于D=480mm的圆周上。扭矩M=24kN.m。若=80MPa，bs=120MPa。试设计螺栓直径 d和连接法兰最小厚度t。,解：1)考虑 螺栓剪切,由平衡条件有:SM0(F)=M-4FS(D/2)=0 FS=M/2D=24/0.96=25kN,11,解:2)考虑 螺栓挤压连接法兰受力如图。,挤压强度条件：bs=Fbs/Abs=Fbs/tdbs 即:tFbs/dbs=25103/(20120)=10.4mm 故法兰厚度可选用 t=12mm。,由平衡条件有：SM0(F)=M-4Fbs(D
4、/2)=0 Fbs=25kN,例3 联轴节四个螺栓对称置于D=480mm的圆周上。扭矩M=24kN.m。若=80MPa，bs=120MPa。试设计螺栓直径 d和连接法兰最小厚度t。,12,例4：车床丝杠传递力矩M=80N.m,安全销为硬铝，b=220MPa，bs=200MPa。要求在M超载30%时安全销剪断，试确定其直径d并校核其挤压强度。,FS.D1=1.3M FS=1.3M/D1=5.2 kN,Fbs=FS，Abs=d(D2-D1)/2 挤压应力：bs=Fbs/Abs=189MPa bs=200MPa 挤压强度足够。,13,问题1)：指出下图中的剪切面和挤压面位置，写出各剪切面面积和计算挤
5、压面面积。,思考：有无拉压破坏可能？危险截面？,14,连接件:用螺栓、铆钉、销钉、键及零构件连接而成。,连接件强度设计应校核拉压、剪、挤三种强度问题。,15,例5 图中板厚t1=5mm,t2=12mm,钉径d=20mm。已知钉、板材料均有=160MPa,bs=280MPa,=100MPa。若F=210kN，试求需用的铆钉个数n。,由平衡方程 有：nFS=F/2，即 FS=F/2n。,由剪切强度条件 有:=FS/(d2/4)=2F/nd2 故得：n2F/d2=2210103/3.14202100=3.34,16,有平衡方程:SFx=F/2-nFbs=0 Fbs=F/2n。挤压面为圆柱面，有效挤压面积为t1d。,强度条件：bs=F/2nt1dbs 即：n挤F/2t1dbs=210103/2520280=3.75,17,F/2,3)设计板宽b 四个铆钉可布置成一排或二排。若布置二排，有矩形和菱形二种排列如图，则危险截面在虚线处。,只要使外力的作用线通过钉群图形的形心，则可假定各钉受力相等。,F/2,Fbs=F/8,
