1、第十章第十章 剪切剪切10-1 连接件的实用计算法连接件的实用计算法10-2 铆钉和普通螺栓连接的实用计算铆钉和普通螺栓连接的实用计算主讲院校：南昌工程学院主讲院校：南昌工程学院主讲老师：章宝华主讲老师：章宝华课程名称：材料力学课程名称：材料力学210-110-1连接件的实用计算法连接件的实用计算法 图a所示螺栓连接主要有三种可能的破坏：.螺栓被剪断螺栓被剪断（参见图b和图c）；.螺栓和钢板因在接触面上受压而发生挤压破坏（螺栓被压扁，钢板在螺栓孔处螺栓被压扁，钢板在螺栓孔处被压皱被压皱）（图d）；.钢板在螺栓孔削弱的截面处全面发生钢板在螺栓孔削弱的截面处全面发生塑性变形塑性变形。实用计算法中便
2、是针对这些可能的破坏作近似计算的。3(1)(1)剪切实用计算剪切实用计算 在实用计算中，认为连接件的剪切面（图b，c）上各点处切应力相等，即剪切面上的名义切应力为sSAF式中，FS为剪切面上的剪力，As为剪切面的面积。412SsSdnFAF其中：为螺栓个数。为许用切应力，是通过同一材料的试件在类似变形情况下的试验（称为直接试验）测得的破坏剪力也按名义切应力算得极限切应力除以安全因数确定。剪切剪切强度条件强度条件n4(2)挤压的实用计算挤压的实用计算 在实用计算中，连接件与被连接件之间的挤压应力是按某些假定进行计算的。对于螺栓连接和铆钉连接，挤压面是半个圆柱形面（图b），挤压面上挤压应力沿半圆周
3、的变化如图c所示，而最大挤压应力sbs的值大致等于把挤压力Fbs除以实际挤压面（接触面）在直径面上的投影。5故取名义挤压应力为dnFminbsbss式中：为较薄板挤压面高度 d 为螺栓或铆钉的直径。为螺栓个数 nmin挤压强度条件为挤压强度条件为其中许用挤压应力sbs是通过直接试验确定的，是由挤压破坏时的挤压力按名义挤压应力的公式算得的极限挤压应力除以安全因数确定的。应该注意，挤压应力是连接件与被连接件之间的相互作用，因而当两者的材料不同时，应校核许用挤压应力较低的连接件或被连接件。工程上为便于维修，常采用挤压强度较低的材料制作连接件。bsdnFssminbsbs(3)连接板拉伸的实用计算连接
4、板拉伸的实用计算 连接件的拉伸强度条件为：)(minNNssmdbFAF式中：FN为检验强度的钉孔中心处横截面上的轴力；A为同一横截面的净面积，图示情况下A=(b md)。m为横截面的螺栓个数。FbsFNdbss 铆钉连接主要有三种方式：1.搭接（图a），铆钉受单剪；2.单盖板对接（图b），铆钉受单剪；3.双盖板对接（图c），铆钉受双剪。10-2 铆钉和螺栓连接的计算铆钉和螺栓连接的计算1.搭接，铆钉受单剪412SsSdnFAF剪切剪切强度条件强度条件bsdnFssminbsbs挤压强度条件为挤压强度条件为 连接件的拉伸强度条件为：)(minNNssmdbFAF式中：n为螺栓总个数。2.单盖板
5、对接，铆钉受单剪412SsSdnFAF剪切剪切强度条件强度条件bsdnFssminbsbs挤压强度条件为挤压强度条件为 连接件的拉伸强度条件为：)(minNNssmdbFAF式中：n为一边的螺栓个数,总个数为2n个。3.双盖板对接，铆钉受双剪。4122SsSdnFAF剪切剪切强度条件强度条件bsdnFssminbsbs挤压强度条件为挤压强度条件为 连接件的拉伸强度条件为：)(minNNssmdbFAF12 例题例题 10101 1 某钢桁架的一个节点如图a所示。斜杆A由两根63 mm6 mm的等边角钢组成，受轴向力F=140 kN作用。该斜杆用直径为d=16 mm螺栓连接在厚度为10 mm的结
6、点板上，螺栓按单行排列。已知角钢、结点板和螺栓材料均为Q235钢，许用应力为s=170 MPa,t=130 MPa,sbs=300 MPa。试选择所需的螺栓个数并校核角钢的拉伸强度。1.按剪切强度条件选择螺栓个数解：解：此连接中的螺栓受双剪（图b），每个剪切面上的剪力为nFnFF22/SFF/2nF/2n(b)Pa10130)m1016()N10140(24/2/62332sSndnFAF68.2n从而求得所需的螺栓个数：n=3取螺栓的剪切强度条件为2.校核挤压强度每个螺栓与结点板之间的挤压压力为:nFFbsFF/2nF/2n(b)而挤压应力为MPa292Pa10292)m1016)(m101
7、0(3/)N10140(/6333bsbsbsdnFAFs其值小于许用挤压应力sbs 300 MPa，满足挤压强度条件。斜杆上三个螺栓按单行排列（图b）。图c示出了该斜杆（含两角钢）的受力图和轴力FN图。3.校核角钢的拉伸强度 该斜杆在图c中所示的m-m截面上轴力最大，而净截面面积又最小，故为危险截面。FN,max=F=140 kN该截面上：由型钢规格表可查得每根 63 mm6 mm 等边角钢的横截面面积为7.29 cm2，故危险截面的净面积为A=2(729 mm2 6 mm16 mm)=1266 mm2从而得危险截面上的拉伸应力：MPa111Pa10111m1066.12N101406243max,NAFs其值小于许用拉应力s =170 MPa，满足拉伸强度条件。
