1、§7 1 横截面上的应力,§7 2 拉压杆的强度计算,§7 3 斜截面正应力,§7 5 拉（压）杆内的应变能,§7 7 简单的拉，压超静定问题,§7 4 拉（压）杆的变形和位移,§ 76 低碳钢和铸铁受拉伸和压缩时的力学性能,§ 78 拉（压）杆接头的计算,§79 拉（压）杆接头的计算,在构件连接处起连接作用的部分，如铆钉、螺栓、键等，统称为连接件。,一、概述,工程实例,在机械设备中键主要用于连接轴和轴上的零件（如齿轮、皮带轮等）以传递扭矩。也有的键具有导向的作用。,常用键有普通平键、半圆键和钩头楔键,键
2、的受力如图 b 所示。,机械中的轴与齿轮间的键连接,键,桥梁桁架结点的铆钉（或高强度螺栓）,螺栓连接钢板,铆钉在 mm 截面被剪断,铆钉和钢板在接触面上因挤压使连接松动,钢板在受铆钉孔削弱的截面处被拉断,受力特征：受一对大小相等，指向相反，作用线相距很近的 横向外力的作用。,二、剪切的近似计算,变形特征：横截面沿外力作用方向发生错动。,剪力 FS = F,F,m,m,F,假设剪切面上各点的切应力相等，则剪切面上的名义切应力为：,F,m,m,F,式中， FS 为剪切面上的剪力,A 为剪切面的面积。,剪切的强度条件为, 为材料的许用切应力。,试样,双剪,许用切应力,剪切的强度条件：,例题：图示装置
3、常用来确定胶接处的抗剪强度, 若已知破坏时的荷载为10kN,试求胶接处的极限应力。,根据平衡条件得剪力Fs为,解: 首先取零件(1)为对象,单盖板对接 (图b),双盖板对接 (图 c ),螺栓与钢板相互接触的侧面上，发生的彼此间的局部承压现象，称为挤压。,三、挤压的实用计算,F,F,F,F,F,在接触面上的压力， 称为挤压力，并记为 Fb 。,（1）螺栓压扁,（2）钢板在孔缘压皱,挤压破坏的两种形式,当两者材料不同时，应校核其中许用挤压应力较低的材料的挤压强度。,在挤压近似计算中，假设 名义挤压应力 的计算式为,Ab 为计算挤压面的面积,Fb 为接触面上的挤压力,挤压面积Ab为实际接触面在直径
4、平面上的投影面积。,实际接触面,1、挤压面为半圆柱面,挤压现象的实际受力如图 所示。,bS,2、当挤压面为平面时, Ab 为实际接触面面积。,注：挤压面一定与外力作用线垂直，且是联结件与被联结件的相互接触面。剪切面一定与外力作用线平行。,挤压的强度条件为,bS 为许用挤压应力。,铆钉挤压应力,F,F,A,B,t,例题 ：一销钉连接如图所示,已知外力 F=18kN,被连接的构件A 和 B 的厚度分别为 t=8mm 和t1=5mm ,销钉直径 d=15mm ,销钉材料的许用切应力为=60 MPa, 许用挤压应力为 bS=200 MPa ,试校核销钉的强度。,d,t1,t1,F,F,A,B,t,d,
5、t1,t1,解: 销钉受力如图所示,F,F,A,B,t,d,t1,t1,（1）剪切强度校核,由截面法得每个剪切面上的剪力,剪切面的面积为,受剪面上的名义切应力为,F,F,A,B,t,d,t1,t1,F,F/2,F/2,（2）校核挤压强度,F,F,A,B,t,d,t1,t1,F,F/2,F/2,这两部分的挤压力相等，故应取长度为 t 的中间段进行挤压强度校核。,F,F/2,F/2,故销钉是安全的。,D,d,h,P,销钉的剪切面面积 A,销钉的挤压面面积 Ab,思考题,D,d,h,P,D,d,h,P,在铆钉组连接(图8-7)中, 为了简化计算, 设:,典型例题分析:铆钉组承受横向荷载作用,1、 不
6、论铆接的方式如何, 均不考虑弯曲的影响; 2、 若外力的作用线通过铆钉组横截面的形心, 且同一组内各 铆钉的直径相同, 则每个铆钉的受力也相等。,每个 铆钉受力为,例题：一铆钉接头用四个铆钉连接两快钢板。钢板与铆钉材 料相同。铆钉直径 d =16mm，钢板的尺寸为 b =100mm， t =10mm，P = 90KN，铆钉的许用应力是 =120MPa， bS =120MPa，钢板的许用拉应力 =160MPa。试校核铆钉 接头的强度。,(1) 铆钉的剪切强度,每个铆钉受力为 P/4,每个铆钉受剪面上的剪力为,(2) 铆钉的挤压强度,每个铆钉受挤压力为,受剪面,挤压面面积为,t,t,(3) 钢板的
7、拉伸强度,整个接头是安全的,练习题：两矩形截面的木拉杆结头如图所示。已知轴向拉力 P=50KN，截面宽度 b=250mm，木材的顺纹容许挤压应力 bs=10MPa，顺纹容许剪应力 =1MPa，求结头处所需的 尺寸 l 和 a 。,b,l,l,a,P,P,b,l,l,a,P,P,挤压面面积： Ab = a b,剪切面面积： A=b l,b,l,l,a,P,P,由挤压强度条件,由剪切强度条件,1、剪切及其实用计算 剪切的力学模型：受力特征，变形特征； 剪切面； 剪切的实用计算及剪切强度条件。 2、挤压及其实用计算 挤压的概念； 挤压面与挤压面的面积计算； 平均挤压应力及强度计算。,总结,总结,3. 拉压杆连接件的强度计算 （1）螺栓、销钉、铆钉的剪切强度计算（2）挤压强度计算 （3）钢板的抗拉强度计算,1、判断剪切面与挤压面； 2、剪切与挤压的实用计算。,重点、难点,
