【正文】 ]= 140M Pa ，許用擠壓應(yīng)力為 [?bs]=320M Pa，試校核鉚接頭的強(qiáng)度。 34 連接件的剪切與擠壓 S 9 kN2FF ??? ?3S 2S4 9 1 0 5 1 M Pa 15FA?????? ? ??? ?3bsbsbsbs18 108 1515 0 M P a F FA td???? ? ???鉚釘組連接接頭 在鉚釘組的計(jì)算中假設(shè)： （ 1）均不考慮桿件彎曲的影響。 34 連接件的剪切與擠壓 例 310 銷釘連接如圖。沿剪切面 nn（圖 c）將螺栓切開，由平衡方程可得 S 1 0 k NFF?? （ 3）先按剪切強(qiáng)度設(shè)計(jì)條件設(shè)計(jì)螺栓直徑 SS24 []FFAd???? ? ?[ ] ( 0. 6 ~ 0. 8 ) [ ] ( 0. 6 ~ 0. 8 ) 10 5 63 ~ 84 MP a??? ? ? ?3S4 4 1 0 1 0 m m 1 2 . 6 m m[ ] 8 0Fd? ? ???? ? ?? ， 取 [? ]=80MPa 167。 解 （ 1）求螺栓所受的外力。 34 連接件的剪切與擠壓 3 k N mM ??? ? 105M P a? ?例 39 兩軸用凸緣聯(lián)軸器相連接，在直徑 D＝ 150mm的圓周上均勻地分布著四個(gè)螺栓來傳遞力偶 M。m，鍵的許用切應(yīng)力 [? ]=60MPa，許用擠壓應(yīng)力 [?bs] =100MPa，試校核鍵的強(qiáng)度 b h/2 d l M 解 （ 1）先以鍵和軸為研究對(duì)象，求鍵所受的力。 34 連接件的剪切與擠壓 （ 3）按擠壓強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)螺栓直徑 d bsbsbs[]FA d t???3bsbs2 8 1 0 m m 1 4 m m[ ] 2 0 0 1 0Fdt??? ? ??若要螺栓同時(shí)滿足剪切和擠壓強(qiáng)度的要求，則其最小直徑 d=19mm。 167。 螺栓可能的失效形式：（ 1）在截面 mn、 pq處被剪斷 ； （ 2）受擠壓部分的半圓被“擠扁” （近似半橢圓） ?螺栓的受力分析： 167。若以圓柱面的正投影作為擠壓面積，計(jì)算而得的擠壓應(yīng)力，與接觸面上的實(shí)際最大應(yīng)力大致相等。 擠壓強(qiáng)度條件 為 : ? ?bsb s b sbsFA????[?bs]—材料的許用擠壓應(yīng)力。擠壓力過大，可能引起螺栓壓扁或鋼板在孔緣壓皺或成橢圓，導(dǎo)致連接松動(dòng)而失效。 SFA? ?式中， FS為剪切面上的剪力，A為剪切面的面積。 34 連接件的剪切與擠壓 F FS 剪切面 F F m m 167。剪切面平行于外力的方向，位于兩個(gè)反向的外力之間。 34 連接件的剪切與擠壓 受力特點(diǎn)： 作用在構(gòu)件兩側(cè)面上的外力 (或外力的合力）大小相等、方向相反且作用線相距很近。 34 連接件的剪切與擠壓 軸 鍵 M 齒輪 點(diǎn)擊動(dòng)畫 點(diǎn)擊動(dòng)畫 連接件 聯(lián)軸節(jié) 167。 34 連接件的剪切與擠壓 一、 剪切 連接件： 在構(gòu)件連接處起連接作用的部件（如：螺栓、銷釘、鍵、鉚釘、木榫接頭、焊接接頭等）。==90 MP a [ ]ABss= 鋼60 MP a [ ]BCss= 鋼80 MP a [ ]CDss= 銅強(qiáng)度足夠； 強(qiáng)度足夠； 強(qiáng)度不夠。 33 拉伸與壓縮時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算 A B C D 10kN 4kN 9kN 15kN 9kN 6kN 4kN FN圖 討論題： 桿鋼段 AB ， [?]鋼 =200MPa, 銅段 BC和 CD， [?]銅 =70MPa； AC段截面積 A1=100mm2 , CD段截面積 A2=50mm2 ；試校核其強(qiáng)度。 167。 33 拉伸與壓縮時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算 例 3５ 已知簡(jiǎn)單構(gòu)架：桿 2截面積 A1=A2=100 mm2，材料的許用拉應(yīng)力 [?t ]=200 MPa，許用壓應(yīng)力 [?c ]=150 MPa ,試求載荷 F的許可值 [F ] 167。 18 , 32NNF F F F== 45 30FABC①② （ 2）計(jì)算許可軸力 為保證結(jié)構(gòu)安全工作，桿①、桿②均應(yīng)滿足強(qiáng)度條件 [ ]NFAss=?167。 33 拉伸與壓縮時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算 例 34 圖示支架中，桿①的許用應(yīng)力 [?]1＝ 100MPa，桿②的許用應(yīng)力 [?]2＝ 160MPa，兩桿的面積均為 A=200mm2,求結(jié)構(gòu)的許可載荷 [F]。 2 4 0 k Ns in 3 0NGF ==（ 2）設(shè)計(jì)截面 [ ]322 4 0 1 0 N 4 0 0 m m1 0 0 M PaNFAs180。 301NF2NFGC xy解 （ 1）計(jì)算 BC桿的軸力 當(dāng)電動(dòng)葫蘆處于 AC梁的 C 端時(shí)，桿BC受力最大。2 2 50 .9 k NN A BFF==（ 2）設(shè)計(jì) AB桿的直徑 2 []/4N A B N A BFFAdssp= = ?34 4 5 0 . 9 1 0 m m 2 0 . 1 m m[ ] 1 6 0N A BFd p s p創(chuàng)?= 180。 167。229。= ? =239。= ? = 239。試分別校核鋼桿和木桿的強(qiáng)度。 2) 截面設(shè)計(jì) : 選定材料，已知構(gòu)件所承受的載荷時(shí)，由 設(shè)計(jì)滿足強(qiáng)度要求的構(gòu)件的截面面積和尺寸。 bn sn167。 33 直桿軸向拉伸和壓縮時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算 為了保證構(gòu)件具有足夠的強(qiáng)度，構(gòu)件在外力作用下的最大工作應(yīng)力必須小于材料的極限應(yīng)力。 167。 材料發(fā)生屈服或斷裂而喪失正常功能，稱為 材料失效 。因此對(duì)應(yīng)力集中 十分敏感 ，必須考慮應(yīng)力集中的影響。 32 拉伸和壓縮時(shí)材料的力學(xué)性質(zhì) ? 應(yīng)力集中系數(shù) Ｋ 值取決于截面的幾何形狀與尺寸，截面尺寸 改變?cè)郊眲?， 應(yīng)力集中 的程度就 越嚴(yán)重 。 32 拉伸和壓縮時(shí)材料的力學(xué)性質(zhì) abchff???Op?s?e?其它脆性材料壓縮時(shí)的力學(xué)性質(zhì)大致同鑄鐵，工程上一般作為抗壓材料。 拉伸強(qiáng)度極限（抗拉強(qiáng)度） ?b是衡量鑄鐵強(qiáng)度的唯一指標(biāo)。 32 拉伸和壓縮時(shí)材料的力學(xué)性質(zhì) 167。 低碳鋼 的延伸率 ? =20％～ 30%，是 典型 的塑性材料 。 4 0 0 M P ab? ?167。它是材料所能承受的最大應(yīng)力，所以 ?b是衡量材料強(qiáng)度的另一個(gè)重要指標(biāo)。 工程上一般不允許構(gòu)件發(fā)生塑性變形，并 把塑性變形作為塑性材料失效的標(biāo)志 ，所以屈服極限 ?s是衡量材料強(qiáng)度的重要指標(biāo)。 32 拉伸和壓縮時(shí)材料的力學(xué)性質(zhì) 在屈服階段，如果試樣表面光滑，試樣表面將出現(xiàn)與軸線約成 45176。 bc段最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱為 屈服極限 或 屈服點(diǎn) ，以“ ?s ”表示。在此階段內(nèi)，材料 服從胡克定律 ，即 ? =E? 適用， a點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值稱為材料的 比例極限 ，并以“ ?p ”表示。 32 拉伸和壓縮時(shí)材料的力學(xué)性質(zhì) 167。 167。 拉伸試件： ? ?10ld? 5ld?對(duì)圓形截面的試樣規(guī)定 : 或 對(duì)于橫截面積為 A的矩形截面試樣，則規(guī)定 : d h 壓縮試件： (1. 5 3 )hd??國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 《 金屬拉伸試驗(yàn)方法 》 （如 GB 228—87） 標(biāo)準(zhǔn)試件： 實(shí)驗(yàn)設(shè)備： 萬能材料試驗(yàn)機(jī)。 解 （ 1）作軸力圖 60 k NNFF??（ 2）計(jì)算桿的最大正應(yīng)力 由于桿的軸力為常數(shù)，但中間一段因開槽而使截面面積減小，故桿的危險(xiǎn)截面應(yīng)在開槽段，即最大正應(yīng)力發(fā)生在該段，將槽對(duì)桿的橫截面面積削弱量近似看作矩形，開槽段的橫截面面積為 2222224440 40m m m m44856 m mddAd??? ? ?????桿的最大正應(yīng)力為 : 3m a x 26 0 1 0 N 7 0 .1 M Pa8 5 6 m mNFA??? ? ?167。 正應(yīng)力 ? 的正負(fù)號(hào)規(guī)定為：拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)。 變形前原為平面的橫截面，在變形后仍保持為平面，且仍垂直 于軸線。 一、 軸向拉伸與壓縮時(shí)的變形特點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)： 167。塑性材料以屈服階段的極限應(yīng)力作為計(jì)算的依據(jù)。第三章 直桿基本的變形 直桿在外載作用下會(huì)發(fā)生變形常見的基本變形有 拉伸和壓縮、剪切與擠壓、彎曲變形、扭轉(zhuǎn)和組合變形。 以抗拉強(qiáng)度來作為構(gòu)件所能承受的最大拉應(yīng)力，簡(jiǎn)稱強(qiáng)度極限。 學(xué)習(xí) 基本變形、應(yīng)力、 強(qiáng)度是為了保證材料具有足夠的使用壽命。 結(jié)論：各纖維的伸長(zhǎng)相同，所以它們所受的力也相同。 式中： ? 為橫截面上的正應(yīng)力； FN為橫截面上的軸力； A為橫截面面積。 F ? FN 40 m md ? 60 kNF ?例 31 如圖所示圓截面桿，直徑 ,拉力 試求桿橫截面上的最大正應(yīng)力。 實(shí)驗(yàn)條件： 常溫 (20℃) ，靜載（均勻緩慢地加載）。 低碳鋼： 指含碳量 % 以下的碳素鋼。 32 拉伸和壓縮時(shí)材料的力學(xué)性質(zhì) efg hf?ll? ? ?FA? ?Oap?s?b?e?bcd?d?低碳鋼 Q235的拉伸時(shí) 的 應(yīng)力 –應(yīng)變曲線圖 （ ?? 曲線 ） 167。 oa 段稱為 比例 階段或 線彈性 階段。這種現(xiàn)象稱為 屈服現(xiàn)象 或