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1、第六章 剪切与挤压 61 连接件的剪切与挤压强度计算 1.剪切的工程实例 61 连接件的剪切与挤压强度计算 螺栓连接 铆钉连接 销轴连接 61 连接件的剪切与挤压强度计算 一、连接件的受力特点和变形特点： 1、连接件 在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件。例如： 螺栓、铆钉、键等。连接件虽小，起着传递载荷的作用。 特点：可传递一般 力 。 P P 螺栓 P P 铆钉 特点：可传递一般 力，不可拆卸。如桥梁桁架结点处于它连接。 无间隙 m 轴 键 齿轮 特点：传递扭矩。 2、受力特点和变形特点 ： nn （合力） （合力） P P 以铆钉为例： 受力特点： 构件受两组大小相等、方向相 反、作
2、用线相互很近（差一个几 何平面）的平行力系作用。 变形特点： 构件沿两组平行力系的交界面 发生相对错动。 nn （合力） （合力） P P 剪切面： 构件将发生相互的错动面，如 n n 。 剪切面上的内力： 内力 剪力Q ，其作用线与 剪切面平行。 P nn Q 剪切面 nn （合力） （合力） P P 3、连接处破坏三种形式： 剪切破坏 沿铆钉的剪切面剪断，如 沿n n面剪断 。 挤压破坏 铆钉与钢板在相互接触面 上因挤压而使溃压连接松动， 发生破坏。 拉伸破坏（被联接件） P nn Q 剪切面 钢板在受铆钉孔削弱的截面处，应力增大，易在连接处拉断。 二、剪切的实用计算 实用计算方法：根据构
3、件的破坏可能性，采用能反映受力基本 特征，并简化计算的假设，计算其名义应力，然后根据直接试 验的结果，确定其相应的许用应力，以进行强度计算。 适用：构件体积不大，真实应力相当复杂情况，如连接件等。 实用计算假设：假设剪应力在整个剪切面上均匀分布，等于剪 切面上的平均应力。 1、剪切面-AQ ： 错动面。 剪力-Q： 剪切面上的内力 。 2、名义剪应力-： 3、剪切强度条件（准则）： nn （合力） （合力） P P P nn Q 剪切面 工作应力不得超过材料的许用应力。 2、挤压面积：接触面在垂直Pjy方向上的投影面的面积。 3、挤压强度条件（准则）： 工作挤压应力不得超过材料的许用挤压应力。
4、 挤压面积 三、挤压的实用计算 1、挤压力Pjy ：接触面上的合力。 挤压：构件局部面积的承压现象。 挤压力：在接触面上的压力，记Pjy 。 假设：挤压应力在有效挤压面上均匀分布。 四、应用 PP 例1 木榫接头如图所示，a = b =12cm，h=35cm，c=4.5cm, P=40KN，试求接头的剪应力和挤压应力。 解：受力分析如图 ：剪应力和挤压应力 剪切面和剪力为 挤压面和挤压力为： PP PP ba c h m d P 解：键的受力分析如图 例2 齿轮与轴由平键（bhL=20 12 100）连接，它传递的扭矩 m=2KNm，轴的直径d=70mm，键的许用剪应力为= 60M Pa ，许
5、用挤压应力为jy= 100M Pa，试校核键的强度。 m b h L 综上，键满足强度要求。 剪应力和挤压应力的强度校核 m d P b h L 解：键的受力分析如图 例3 齿轮与轴由平键（b=16mm，h=10mm，）连接，它传递的扭 矩m=1600Nm，轴的直径d=50mm，键的许用剪应力为= 80M Pa ，许用挤压应力为 jy= 240M Pa，试设计键的长度。 m m d P b h L m d P b h L 剪应力和挤压应力的强度条件 综上 解：受力分析如图 例4 一铆接头如图所示，受力P=110kN，已知钢板厚度为 t=1cm， 宽度 b=8.5cm ，许用应力为 = 160M
6、 Pa ；铆钉的直径d=1.6cm， 许用剪应力为= 140M Pa ，许用挤压应力为jy= 320M Pa，试校 核该结构的强度。（假定每个铆钉受力相等。） b PP t t d P P P 1 1 2 2 3 3 P/4 钢板的2-2和3-3面为危险面 剪应力和挤压应力的强度条件 综上，结构安全。 t t d P P P 1 1 2 2 3 3 P/4 简单总结 轴力的简便求法: 以x点左侧部分为对象,x点的内力N(x)由下式计算: 其中“P()”与“P()”均为x点左侧与右侧部分的 所有外力。 例例1 1 图示杆的图示杆的A A、B B、C C、D D点分别作用着点分别作用着5 5P P、8 8P P、4 4P P、P P的的 力，方向如图，试画出杆的轴力图。力，方向如图，试画出杆的轴力图。 ABCDO 5P4PP8P N x 3P 5P P 2P 五、 材料在拉伸和压缩时的力学性能 3、卸载定律；冷作硬化； 1 、弹性定律 4、延伸率 5、面缩率 1、剪切的实用计算 六、 拉(压)杆连接部分的剪切与挤压强度计算 nn （合力） （合力） P P P nn Q 剪切面 2、挤压的实用计算 挤压面积
