铆接、胶接与焊接设计ppt课件.ppt

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1、第十一章铆接、焊接与胶接设计教学目标1、掌握铆接的进本形式及设计要点，了解影响铆接强度的因素；2、掌握电弧焊缝的基本形式及强度计算，了解影响焊缝强度的因素；3、掌握胶接街头的基本形式及结构，了解常用的胶粘剂。§11.1铆接铆接是一种很早就开始使用的简单机械联接方式，其典型的结构如图所示。它们主要是由联接件铆钉1和被联接件2、3所组成，有的还有辅助联接件盖板4。这些基本元件在构造上所形成的联接部分统称为铆接缝（简称铆缝）。一、铆缝的种类、特性及应用铆缝的结构型式有很多，就接头情况看有图所示的搭接缝（图a

2、）、单盖板对接缝（图b）和双盖板对接缝（图c）；从铆钉排数看有单排、双排和多排之分。如果按铆缝性能的不同又可以分为三种：以强度为基本要求的铆缝称为强固铆缝，如飞机蒙皮与框架、起重设备的机架、建筑物的桁架等结构用的铆缝；不但要求具有足够强度，而且要求保证良好的紧密性的铆缝称为强密铆缝，如蒸汽锅炉、压缩空气贮存器等承受高压器皿的铆缝；仅以紧密性为基本要求的铆缝称为紧密铆缝，多用于一般的流体贮存器和低压管道上。铆接具有工艺设备简单、抗震、耐冲击和牢固可靠等优点，但结构一般较为笨重，被联接件（或被铆件）上由于

3、制有钉孔，使强度受到较大的削弱，铆接时一般噪声比较大，影响工人健康。因此，目前除了桥梁、建筑、造船、重型机械以及飞机制造等工业部门仍经常采用外，应用已经逐渐减少，被焊接和胶接所代替。二、铆钉的主要类型和标准铆钉的类型是多种多样的，而且已经标准化（GB/T863.1-1986～GB/T876-1986）等。通用机械中常用的铆钉在铆接后的形式如图所示，它们的材料、结构和尺寸可查阅有关手册。三、铆缝的受力及破坏形式、设计计算要点铆缝的受力及破坏形式如图所示。设计铆缝时，通常根据承载情况及具体要求，按照有关专

4、业的技术规范或规程，选出合适的铆缝类型及铆钉规格，进行铆缝的结构设计（如按照铆缝形式及有关要求布置铆钉等），然后分析铆缝受力时可能的破坏形式，并进行必要的强度校核。应该指出：在进行受力分析时，我们均假定1)一组铆钉中的各个铆钉受力均等；2）危险截面上的拉应力或切应力，工作面上的挤压应力都是均匀分布的；3）被铆件贴合面上无摩擦力；4）铆缝不受弯矩作用。但实际上，在弹性范围内，不论是沿受力方向的一列铆钉中的切应力，或是一个铆钉或孔壁间的挤压应力，或是一个被铆接件在钉孔附近各个截面上的拉应力，都不是均匀分布

5、的。不过，在达到塑性变形时，上述的假定基本上是可以成立的。故此，可以直接按照材料力学的基本公式进行强度校核。需要注意的是：所用的许用应力必须根据有关专业的技术规范或规程选取。铆缝的强度经过校核合格后，还应根据技术规范对铆接工艺提出相应的要求。下面我们以如图所示的单排搭接铆缝进行静强度分析。取图中宽度等于节距t（即垂至于受载方向的钉距）的阴影部分进行计算（设边距e合乎规范要求，不会出现板边被剪坏的破坏形式）。1）由被铆件的拉伸强度条件得知，允许铆缝承受的静载荷为：2）由被铆件上孔壁的挤压强度条件得知，被

6、铆件允许承受的压力：3）由铆钉的剪切强度条件得知，铆钉允许承受的横向载荷为：显然，这段铆缝允许承受的静载荷F应取上面三个数值中最小的。如果上面三个数值相等，解出d、t、δ等参数，叫做单排搭接铆缝的等强度设计。§11.2焊接把两个金属元件局部加热使融化后而连成一个整体，这种联接方法称为焊接。广泛应用于制造金属构架、容器壳体、机架等结构。焊接的方法很多，机械制造业中常用的是属于熔融焊的电焊、气焊与电渣焊，尤其以电焊应用最广。电焊由可以分为电阻焊与电弧焊两种。电阻焊：是利用大的低压电流通过被焊接件时，在电阻

7、最大的接头处（被焊接部位）引起强烈发热，使金属局部融化，同时机械机械加压而形成的联接。电弧焊：是利用电焊机的低压电流，通过电焊条（为一个电极）与被焊件（为另一电极）间形成的电路，在两极间引起电弧来熔融被焊接部分的金属和焊条，使熔融的金属混合并填充接缝而形成的（如图）。其中电弧焊操作简便、联接质量好，使用范围广。我们主要介绍有关电弧焊的基本知识。一、电弧焊缝的形式及特点焊件经焊接后形成的接合部分叫做焊缝。根据焊接件在空间的相对位置，电弧焊缝有对接焊缝和填角焊缝等，焊缝接头的基本形式有对接、搭接和T型接头

8、等。1、对接焊缝（如下图所示）受力均匀，结构工艺性好，适于承受振动载荷。当被焊接件较厚时了保证焊透，要在焊接的地方预先加工好坡口。两焊接件厚度不大时，可以不开坡口。2、填角焊缝搭接接头和T型接头中的焊缝称填角焊缝，它用来联接不在同一平面内的构件。在搭接接头中（如图所示），与载荷方向垂直的填角焊缝称为端焊缝（图a）；与载荷方向平行的焊缝称为侧焊缝（图b）；与载荷方向既不平行又不垂直的填角焊缝称为斜焊缝（图c）；一个接头采用两种以上形式的填角焊缝称为组合焊缝