度校核。
截面1-1和2-2的拉应力分别为
由(1)、(2)、(3)可见,接头安全。
图3-3
【例3-3】 铆接件如图3-4所示,已知铆钉直径d=30mm,板宽b=200mm,中间两块主板厚t1=20mm,上下两块盖板厚t2=12mm,主板所受拉力F=400kN。试计算:(1)铆钉切应力η;(2)铆钉与板之间的挤压应力ζbs;(3)板的最大拉应力ζmax。
图3-4
解:(1)铆钉切应力
左右两块主板分别通过三个铆钉与盖板铆接,故每个铆钉的中段与主板之间的挤压力
注意到铆钉为双剪,截取铆钉中段为研究对象(见图3-5a),即得每个剪切面上的剪力
由公式得铆钉切应力
图3-5
(2)铆钉与板之间的挤压应力
根据公式得铆钉与主板之间的挤压应力
截取铆钉上(下)段为研究对象(见图3-5b),可得每个铆钉的上(下)段与盖板之间的挤压力
故得铆钉与盖板之间的挤压应力
(3)板的最大拉应力
取右主板为研究对象,作出轴力图(见图3-6a),并考虑到其截面的削弱情况,可能的危险截面有两个,需分别计算。
图 3-6
主板左边第一排孔所在的1-1截面上的拉应力
主板左边第二排孔所在的2-2截面上的拉应力
取盖板为研究对象,作出轴力图(见图3-6b),显然其危险截面为中间两排孔所在的3-3截面,该截面上的拉应力
综合上述计算结果知,板的最大拉应力位于盖板的中间两排孔所在截面上,大小为
【例3-4】 如图3-7a所示,一块钢板用4个相同的铆钉固定在立柱上。已知铆钉直径d=20mm,许用切应力[η]=80MPa,力F=20kN,试校核铆钉的剪切强度。 解:(1)计算铆钉剪力
将力F向铆钉组截面形心C平移,得一作用线通过铆钉组截面形心C的力F和一使钢板绕C点转动的矩Me=0.225F的附加力偶(见图3-7b)。其中,作用线通过铆钉组截面形心C的力F在每个铆钉上引起的剪力
相等(见图3-8a),即有
图 3-7
图 3-8
力偶矩Me使钢板绕铆钉组截面形心C转动,若视钢板为刚性的,则第i个铆钉的平均切应变与该铆钉截面形心Ci至C点的距离成正比。故可推论,如果铆钉组中每个铆钉完全相同,且在线弹性范围内,则力偶矩Me在第i个铆钉上引起的剪力截面形心Ci至铆钉组截面形心C的距离成正比,3-8b),即有
的大小与该铆钉
的方向垂直于Ci与C的连线(见图
将上述关系式联立平衡方程
即可解得
显然,铆钉1(4)较危险,其承受剪力
(2)校核铆钉剪切强度
对铆钉1(4)进行剪切强度校核,根据公式有
所以,铆钉的剪切强度符合要求。
【自我测试】
一、选择题
1.在联接件上,剪切面和挤压面分别( )于外力方向。 A.垂直、平行 B.平行、垂直 C.平行 D.垂直 2.题(2)图所示两板用圆锥销钉联接,圆锥销的受剪面积为( );计算挤压面积为( )。
A.
B.
C.
D.
题2图
3.题3图所示木接头,水平杆与斜杆成α角,其挤压面积A为( )。 A.bh
B.bhtanα C.bh/cosα
D.bh/(cosα-sinα)