【正文】 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。設(shè)凸緣的螺栓孔傳給螺栓的橫向力為 F（圖 c），取一片凸緣為研究對(duì)象（圖b），則 0OM ?? 402DMF?? 33 1 0 1 0 k N2 2 1 5 0MFD?? ? ?? 167。 解 （ 1）求螺栓所受的外力。設(shè)計(jì)螺栓直徑 d。 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(lái)傳遞力偶 M。 剪切面mm S b s 4 2 8 5 7 NF F F? ? ?（ 2）校核鍵的強(qiáng)度 鍵剪切面的面積 A=bl，擠壓面積為 bs 2hlA ? ? ?S 42857 M Pa 2 1 . 4 M Pa1 0 0 2 0FA??? ? ? ??? ?bsb s b sbs42857 M Pa 7 1 .4 M Pa600FA??? ? ? ?故鍵的剪切和擠壓強(qiáng)度均滿足要求。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 M FS O 例 38 如圖所示，某輪用平鍵與軸聯(lián)接。 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。 34 連接件的剪切與擠壓 例 37 如圖所示螺栓連接，已知鋼板的厚度 t＝ 10mm，螺栓的許用切應(yīng)力[?]=100MPa，許用擠壓應(yīng)力 [?bs]=200MPa， F=28kN，試選擇該螺栓的直徑。 167。螺栓兩側(cè)在鋼板接觸力F作用下，將沿 mm截面被剪斷； (2)擠壓破壞： 在接觸區(qū)的局部范圍內(nèi)，產(chǎn)生顯著塑性變形。 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。 擠壓面積 bsA d t?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。 34 連接件的剪切與擠壓 Abs=dt 計(jì)算擠壓面積 擠壓面 lhA 2bs ?擠壓面積 Abs 的確定方法 當(dāng)接觸面為平面時(shí)，如鍵聯(lián)接，其接觸面面積即為擠壓面面積，即 ： M167。 擠壓強(qiáng)度條件 為 : ? ?bsb s b sbsFA????[?bs]—材料的許用擠壓應(yīng)力。 34 連接件的剪切與擠壓 擠壓面 d Fbs (a) d t 工程中 ,假定 Fbs均勻分布在計(jì)算擠壓面積 Abs 上。擠壓力過(guò)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。 二、 擠壓 連接件和被連接件接觸面相互壓緊的現(xiàn)象稱 擠壓 構(gòu)件受到擠壓變形時(shí)，相互擠壓的接觸面稱為 擠壓面 ，擠壓面垂直于外力的作用線。 SFA? ?式中， FS為剪切面上的剪力，A為剪切面的面積。由于剪力 FS的存在，剪切面上必然有平行于截面的切應(yīng)力存在。 34 連接件的剪切與擠壓 F FS 剪切面 F F m m 167。 有兩個(gè)剪切面的剪切稱為 雙剪 。剪切面平行于外力的方向，位于兩個(gè)反向的外力之間。 剪切面 167。 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 F F 剪切實(shí)例 167。 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 F F 連接件 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）。= = =銅167。==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。==36 1 0 M Pa 6 0 M Pa100BCs180。 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。N m a x c osFlFh q=(2)q 最佳值的確定 N m a xm in [ ] [ ] c o sF FlAhs s q==m in2[ ] c o s s in [ ] s in 2B D B DF l h F lV A lhs q q s q= = = 45q =N m a x[]FAs179。 167。 33 拉伸與壓縮時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算 例 3６ 已知 ： l, h, F（ 0 x l） , AC為剛性梁 , 斜撐桿 BD 的許用應(yīng)力為 [? ]。 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。故結(jié)構(gòu)的許可載荷為 [ F ]=。 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。列平衡方程 21210 , si n 3 0 si n 4 5 00 , c o s3 0 c o s 4 5 0x N Ny N NF F FF F F F= ? ?= ? =229。 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]。故選用 。 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。由平衡方程 167。 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。 167。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。 CxFNABFFCyF45CBDa adABC D45a aF取 CD桿為研究對(duì)象，其受力如圖。 167。[ ]3N 222 2 2 0 1 0 M Pa 4 M Pa100BCBCBCF FAa 木ss創(chuàng)= = = = 故鋼桿強(qiáng)度足夠。229。254。= ? =239。253。= ? = 239。由平衡方程 NNN0 , c os 30 00 , si n 30 0x BC ABy BCF F FF F F252。試分別校核鋼桿和木桿的強(qiáng)度。 ? ?N m a xFA??167。 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。 強(qiáng)度條件可解決三類強(qiáng)度計(jì)算問(wèn)題： 1) 強(qiáng)度校核 :對(duì)初步設(shè)計(jì)的構(gòu)件，校核是否滿足強(qiáng)度條件。 bn sn167。 安全因數(shù)的確定除了要考慮載荷變化 ， 構(gòu)件加工精度不夠 ， 計(jì)算不準(zhǔn)確 ， 工作環(huán)境的變化等因素外 ， 還要考慮材料的 性能差異 （ 塑性材料或脆性材料 ） 及材質(zhì)的 均勻性 等 。 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。 33 直桿軸向拉伸和壓縮時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算 二、許用應(yīng)力與安全系數(shù) 材料失效時(shí)的應(yīng)力稱為 極限應(yīng)力 ，記為 ?u。 167。 構(gòu)件的失效主要有強(qiáng)度失效、剛度失效、穩(wěn)定失效和疲勞失效等形式。 材料發(fā)生屈服或斷裂而喪失正常功能，稱為 材料失效 。 167。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。 ? 塑性 材料對(duì)應(yīng)力集中不敏感，實(shí)際工程計(jì)算中可按應(yīng)力 均勻分布 計(jì)算。 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