第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系8.5 连接件的实用计算法工程中构件或零件彼此连接时，起连接作用的部件称为连接件。常用铆钉、螺栓、销钉、键等作为连接件。第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系连连接件的受力特点：力在一条轴线轴线 上传递传递 中有所偏离（与拉压压情况不同） 问题问题 ：1. 力传递传递 的偏离引起什么新的力学现现象？ 2. 如何计计算连连接件、被连连接构件的强度？第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系螺栓连接铆钉连接销轴连接第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系平键连接榫齿连接焊接连接第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系联轴节第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系销第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系螺栓第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系螺栓第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系螺栓第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系铆钉第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系铆钉第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系平键键m轴齿轮第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系PP第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系焊接 第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系连接件和被连接件可能存在三种形式的破坏：1) 铆钉沿剪切面n-n被剪断，称为剪切破坏；2) 铆钉和钢板的接触面（挤压面）发生挤压破坏；3) 沿钢板的铆钉孔截面，因强度不足被拉断。nnPP剪断挤压破坏拉断第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系基于螺栓的受力分析，容易预测出螺栓可能的失效形式（1）在截面mn处被剪断（2）受挤压部分的半圆被“挤扁” （近似半椭圆）mn第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系剪切变变形的受力特点：一、剪切的实用计算构件受等值、反向、作用线距离很近的二平行力的作用 。 FF剪切面变形特征：杆件沿两力之间的截面发生错动，甚至破坏。剪切面：发生错动的面。单剪切：有一个剪切面的杆件，如铆钉。第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系一个剪切面单剪切第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系单剪切双剪切:有两个剪切面 第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系FFFmmFSFmmx以铆钉为例：外力 内力 应力强度计算剪力FS： 剪切面上的内力。 FF mm第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系FmmFFSmmx切应力：假设：A：剪切面的面积。 剪切强度条件： 剪切面上的应力。在剪切面上均匀分布其方向 与Fs 相同。 故是名义剪应力第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系 ：许用切应力；由实验得。可查有关手册。 注意：1.剪切强度条件：适用于其它剪切构件;2.剪切强度条件：可解决三类强度问题：1）校核： 2）设计截面尺寸：3）确定许可载荷 ：第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系二、挤压挤压 的实实用计计算挤压面：连接件和被连接件相互压紧 的接触面。 挤压破坏：在挤压面产生过大的塑性变 形（导致连接松动）、压溃 或连接件（如铆钉）被压扁 。如图为铆钉上的挤压面。 FFFbs FbsFF第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系FFFF挤压力Fbs：挤压面上的压力。 挤压应力 bs：假设： bs在挤压面上均匀分布。 挤压面上的正应力。 bearing surface 直径 d bs第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系挤压挤压 强度条件：其中bs：许用挤压应力；注意： 1) 上式可解决三类强度问题； Abs ：挤压面的计算面积。2）连接件与被连接件的材料不同时，应对挤压强度较低的材料进行挤压计算，即选用较小的许用挤压应力。第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系3) 当挤压面为平面时，Abs为挤压面的实际面积； h：平键高度l ：平键长度如平键：FbhlF4) 当挤压面为半圆柱面时，Abs为挤压面的径向投影面积。如铆钉：第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系FF Fbs Fbs挤压面径向投影面直径直径d bsFbsFbs上图的挤压面积为：当挤压面为半圆柱面时：Abs为挤压面的径向投影面积。如铆钉：第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系挤压强度条件：切应力强度条件：脆性材料：塑性材料：小结：连接件的强度计算第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系为充分利用材料，切应力和挤压应力应满足第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系图图示接头头，受轴轴向力F 作用。已知 F=50kN， b=150mm，=10mm，d=17mm，a=80mm，=160MPa， =120MPa，bs=320MPa，铆钉铆钉 和板的材料相同，试试校核其 强度。 2.板的剪切强度解：1.板的拉伸强度例题题 第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系3.铆钉铆钉 的剪切强度 4.板和铆钉铆钉 的挤压挤压 强度结论：强度足够。第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系dDhF销钉的剪切面面积 A=？销钉的挤压面面积 Abs=？思考题 求:第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系dDhF销钉的剪切面面积 A=？剪切面hd第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系dDhF挤压面销钉的挤压面面积 Abs=？挤压面第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系一、简单铆钉连简单铆钉连 接 1搭接一个一个剪切面单单剪8-6 铆钉连接的计算铆钉连铆钉连 接：搭接、对对接剪剪 力力：FS = F2挤压挤压挤压挤压 力力：Fbs = F轴轴轴轴 力力：FN = F铆钉连铆钉连 接：单钉单钉 、钉钉群第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系2对接（平接）主板盖板二个二个剪切面假设：假设： 二个剪切面上剪力相等剪力相等； 每一个剪切面上的切应力均匀分布切应力均匀分布。双剪第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系剪剪 力力：FS = F2挤压挤压挤压挤压 力力：Fbs = F轴轴轴轴 力力：FN = F通常，d 2d1挤压挤压挤压挤压 强强度度计计计计算算考虑虑铆钉铆钉铆钉铆钉 中段与主板孔壁中段与主板孔壁间间间间的相互挤压挤压 ；拉伸拉伸强强度度计计计计算算只需考虑虑主板主板。SSSS第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系二、铆钉群各铆钉铆钉 的t 相等 剪切剪切强强度度计计计计算算可取任一任一铆钉铆钉铆钉铆钉各铆钉铆钉 或板孔上的sbs 相等挤压挤压 强度计计算可取任一铆钉铆钉 或孔壁板的st 要选选危危险险险险截面截面计计算，要综综合考虑虑截面面积积、轴轴 力的大小。1外力过铆钉过铆钉 群中心假假设设设设：外力均匀分配均匀分配在每个铆钉铆钉 上第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系例：铆铆接接头头，已知F=130 kN，b=110 mm， d =10 mm ， d 1=7 mm，d=17 mm，许许用应应力为为 t =120 MPa，t =160MPa，bs =300 MPa，试试校核铆铆接接头头的强度。第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系搭接 双剪 钉钉群 3个铆钉铆钉 (外力过铆钉过铆钉 群中心)铆钉剪切强度条件满足d 2d1校核校核铆钉剪切强度铆钉剪切强度校核主板主板的挤压强度第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系主板挤压强度条件满足校核主板挤压强度校核主板校核主板拉伸强度拉伸强度1 11 12 22 2可能的危险险截面：1-1截面、2-2截面主板的荷载图载图 ？内力图图？第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系1 11 12 22 2主板拉伸强度条件满足该铆接接头安全第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系2外力不过铆钉群中心外力向 铆钉群中心铆钉群中心简化O O O OF FMM过铆钉群中心铆钉群中心的外力外力 力偶力偶等分等分到每个铆钉上如何分配？第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系O OMMO OF FA AF FC CF FB B假设第一章 绪论 Theorem of Momentum Moment材料力学昆明理工大学工程力学系O OF FO OF FA AF FC CF FB B名义切应力名义切应力FM名义挤压应力名义挤压应力MMF F/ / 3 3F F/ / 3 3F F/ / 3 3矢量合成矢量合成第一章 绪论 Theor