一、连接件的剪切强度计算
根据公式,进行连接件的剪切强度计算。 在进行剪切强度计算时,应注意以下两点:
1.剪切面是构件发生相对错动的面,解题时要据此作出正确判断; 2.剪力FS是剪切面上的内力,必须采用截面法计算。
二、连接件与被连接构件的挤压强度计算
根据公式,进行连接件与被连接构件的挤压强度计算。 在进行挤压强度计算时,应注意以下两点:
1.挤压面是连接件与被连接构件之间传递压力的相互接触面,解题时要据此作出正确判断;
2.公式中的Abs为挤压面的计算面积,即为实际挤压面在垂直于挤压力的平面上投影的面积。
三、被连接构件的拉伸强度计算
根据公式,进行被连接构件的拉伸强度计算。 在对被连接构件进行拉伸强度计算时,应综合根据被连接构件的轴力图和截面的削弱情况来判断危险截面,并对可能的各个危险截面逐一进行强度计算。 【例题解析】
【例3-1】 图3-1 (a)所示冲床的最大冲压力为400kN,冲头材料的许用应力[ζ]=440MPa,被冲剪钢板的剪切极限应力为ηb=300MPa,求在最大冲力作用下所能冲剪的圆孔的最小直径d和板的最大厚度t。
【解】 冲头材料在冲剪时受压,冲头压缩强度应满足
钢板被冲剪时,剪切面是钢板内被冲头冲出的圆柱体的侧面,如图3-1(b)所示。冲孔所需要的冲剪力为
图3-1例3-1图
【例3-2】图3-2中的接头由两块钢板用4个直径相同的钢铆钉搭接而成。已知荷载F=80kN,板宽b=80mm,板厚t=10mm,铆钉直径d=16mm,许用剪应力[η]=100MPa,许用挤压应力[ζbs]=300MPa,许用拉应力[ζ]=160MPa。试校核接头的强度。
图3-2例3-2图
【解】 (1)铆钉的剪切强度校核
分析表明,当各铆钉的材料、直径均相同,且外力作用线通过铆钉群剪切面的形心时,可认为各铆钉剪切面上的剪力相等。因此,图3-2所示各铆钉剪切面上的剪力均为
相应的切应力为
(2)铆钉的挤压应力校核
由铆钉的受力情况可以看出,每个铆钉所受挤压力等于剪切面上的剪力Q,因此最大挤压应力为
(3)板的拉伸强度校核
板的受力如图3-3(a)所示。不考虑应力集中的影响,1-1、2-2与3-3截面因为开孔削弱了截面面积,是危险截面。采用截面法分别求出各截面的轴力,如图3-3(b)所示。截面1-1的轴力最大,截面2-2的横截面面积削弱最严重。因此,要对这两个控制截面进行强
度校核。
截面1-1和2-2的拉应力分别为
由(1)、(2)、(3)可见,接头安全。
图3-3
【例3-3】 铆接件如图3-4所示,已知铆钉直径d=30mm,板宽b=200mm,中间两块主板厚t1=20mm,上下两块盖板厚t2=12mm,主板所受拉力F=400kN。试计算:(1)铆钉切应力η;(2)铆钉与板之间的挤压应力ζbs;(3)板的最大拉应力ζmax。
图3-4
解:(1)铆钉切应力
左右两块主板分别通过三个铆钉与盖板铆接,故每个铆钉的中段与主板之间的挤压力
注意到铆钉为双剪,截取铆钉中段为研究对象(见图3-5a),即得每个剪切面上的剪力
由公式得铆钉切应力
图3-5
(2)铆钉与板之间的挤压应力
根据公式得铆钉与主板之间的挤压应力
截取铆钉上(下)段为研究对象(见图3-5b),可得每个铆钉的上(下)段与盖板之间的挤压力
故得铆钉与盖板之间的挤压应力
(3)板的最大拉应力
取右主板为研究对象,作出轴力图(见图3-6a),并考虑到其截面的削弱情况,可能的危险截面有两个,需分别计算。
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