《强度与连接件设计》PPT课件

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1、第六章拉压杆件的强度与连接件设计6.1强度条件和安全系数6.3剪切及其实用计算6.2拉压杆件的强度设计6.4挤压及其实用计算6.5连接件的强度设计为保证完成其正常功能，所设计的结构或构件必须具有适当的强度和刚度。结构和构件既要满足强度要求，也要满足刚度要求。工程中一般以强度控制设计，然后校核刚度。§6.1强度条件和安全系数强度—结构或构件抵抗破坏的能力承担预定的载荷而不发生破坏，则强度足够。所有的构件(不允许破坏机械、结构;需要破坏时，如剪板、冲孔、安全堵等),都有必要的强度要求。刚度—结构或构件抵抗变形的能力；变形应限制在保证正常工作所

2、允许的范围内。一、极限应力材料破坏时的应力称为极限应力σ０塑性材料用屈服点σs。脆性材料用抗拉强度σb。二、安全系数和许用应力材料的最大应力小于极限应力时，材料是安全的。但由于1．简化时产生的误差和应用有误差的计算公式。2．荷载的误差，如风荷载。3．材料的误差。新和旧。因此引入安全系数作为应力储备。用极限应力除以安全系数作为允许采用的应力数值，称为许用应力，用［σ］表示：n为一个大于１的数，材料性质不同，n的大小也不同。塑性材料和脆性材料的许用应力分别为：选用安全系数时，考虑以下主要因素：（１）载荷的准确性和平稳性（２）工作应力计算的近似

3、性（３）材料性质的均匀性（４）构件必要的强度储备塑性材料，可取屈服安全系数ns=1.5~2.5。脆性材料，可取强度安全系数nb=2.5~3.5三、强度条件：对于等截面直杆，上式则为§6.2拉压杆件的强度设计依据强度条件，进行强度设计，包括：=FN/A[]1)强度校核对初步设计的构件，校核是否满足强度条件。若强度不足，需要修改设计。AFN/[]2)截面设计选定材料，已知构件所承受的载荷时，设计满足强度要求的构件的截面面积和尺寸。FNA[]3)确定许用载荷已知构件的几何尺寸，许用应力，计算结构或构件所能允许承受的最大载荷。工作应

4、力大、许用应力[]小的截面。处处满足强度条件危险截面满足强度条件。危险截面：注意：对拉、压许用应力不同的材料，应分别考虑，即：拉max<[]拉且压max<[]压例6.1图中杆1为钢杆，截面积A1=6cm2,[]钢=120MPa;杆2为木杆，A2=100cm2,[木]压=15MPa;试确定结构许用载荷Fmax3)保证结构安全，杆1、2均需满足强度要求，有：Fmaxmin(F钢,F木)=96kN解：1)研究C点，列平衡方程求各杆内力：Fy=F2cos-F=0Fx=F2sin-F1=0得：F2=5F/4(压力)；F1=

5、3F/4(拉力)3m4m杆1杆2CFa2)由强度条件确定许用载荷:对于钢杆1，有F1A1[]钢，即:3F/4120×106×6×10-4F钢96×103N对于木杆2，有F2A2[木]压，即:5F/415×106×100×10-4F木120×103NCF1F2F例6-2图示铰接正方形结构，各杆横截面面积为25cm2，铸铁的抗拉强度[σ+]=35MPa，抗压强度[σ-]=150MPa。求结构允许的载荷？解：先求各杆的内力取A点分析平衡。BACDppApN4N1BN1N2N5根据强度条件：取p=123.7kNBACDpp解：

6、例6-3托架BCD，BC为圆形杆。D=20mm。BD为8号槽钢（见附表ABD=10.24cm2），[σ]=160MPa，E=200GPa，P=60KN。校核托架强度。此托架满足强度要求。§6.3剪切和挤压的实用计算一、工程实际中的剪切问题机械上多数是杆件之间采用联接件组成机构来工作的。连接件有螺栓、铆钉等。FF剪切受力特点：作用在构件二侧面上的垂直于轴线的二外力大小相等，方向相反，作用线相距很近。变形特点：二力之间的横截面发生相对错动。该截面称为受剪面二、剪切的实用强度计算以铆钉连接为例，沿剪切面切开,取部分铆钉研究，受力如图。。单剪：F

7、S=FFFFFFFS一个剪切面FFFFSFS双剪：FS=F/2二个剪切面假定剪力FS均匀分布在剪切面上，即剪应力等于剪力FS除以剪切面面积。剪切强度条件则可写为：=FS/A[]=b/nb是材料剪切强度，由实验确定；n是剪切安全系数。对剪板、冲孔等需要剪断的情况，应满足剪断条件：=FS/A>bFFQt=FS/A以平均剪应力作为剪切面上的名义剪应力，则有：=FS/A注意：1、剪切面。有单剪和双剪之分。有不同形状。2、要剪断材料,需满足：FQ>1.3τbA一般情况下，塑性材料的许用切应力与许用拉应力之间的关系：[τ]=（0

8、.6~0.8）[σ]§6.4挤压及其实用计算1.挤压问题联接件承受剪切的同时，还受到挤压作用，联接件和被联接件的接触面上将相互压紧，发生局部受压的现象，这种现象称为挤压。挤压应力过大时，材料因