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  【连接件的特点】

  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P。

螺栓连接特点：可传递一般力，可拆卸，如图3-122（a）所示。

铆钉连接特点：可传递一般力，不可拆卸，如图3-122（b）所示。如桥梁桁架结点处于它连接。

键连接特点：传递扭矩，如图3-123所示。

通过以上的分析，我们可以看出无论是螺栓、铆钉以及键连接，他们都是起着连接构件传递力或力矩的作用。我们取出他们的工作部分再来分析一下，如图3-124所示。

当构件受到一对等值、反向不共线且作用线距离很近的平行力的作用时，构件将产生剪切变形。在连接件中我们可以看出它的受力特点也符合剪切变形的受力特点，所以可以得出连接件首先会发生剪切破坏；其次，由于连接件是起着连接构件和传递载荷的作用，系统中会存在传递载荷的接触面上（如螺栓、铆钉以及键与被连接构件的接触面），如果相互接触的构件因表面强度的差异，会使表面强度较弱的一方在表面上产生挤压破坏。

因此，对于连接件来说，主要的破坏形式是剪切破坏和挤压破坏。

【剪切与挤压实用计算】

（1）剪切假定计算

当作为连接件的铆钉、销钉、键等零件在在工作时承受一对大小相等、方向相反、作用线相互平行且相距很近的力作用，如图3-125（a) 所示，其主要失效形式之一是沿两力之间的截面发生剪切破坏，如图3-125（c）所示，该截面称为剪切面。这时在剪切面上既有弯矩又有剪力，但弯矩较小，故主要是剪力引起的剪切破坏。利用平衡方程不难求出剪切面的剪力。

剪切面上的剪应力分布是比较复杂的，一般假定剪应力在截面上均匀分布，于是有

式中，A为剪切面的面积；Q为剪切面上的剪力。

设计准则为

上式也称剪切强度条件，其中，[τ]为连接件许用剪应力。

剪切假定计算中的许用切应力[τ]与拉伸许用应力有关，对于钢材

需要注意，在计算要正确确定有几个剪切面，以及每个剪切面上的剪力。例如3-125所示的铆钉只有一个剪切面；而图3-126所示的则为有两个剪切面的情形。 

（2）挤压假定计算

在承载的情形下，连接件有其所连接的构件相互接触并

产生挤压，因而在二者接触面的局部区域产生较大的接触应力，称为挤压应力，用符号σ_jy表示。挤压应力是垂直于接触面的应力，常常与剪切伴生。这种挤压应力过大时，可使接触的局部区域产生过量的塑性变形，从而导致失效。

挤压接触面上的应力分布同样也是比较复杂的。因此在工程计算中也是采用简化的方法，既假定挤压应力在有效挤压面上均匀分布。有效挤压面简称挤压面，它是指总挤压力作用面的正投影面，如图3-127所示。若连接件直径为d，连接板厚度为δ，则有效挤压面面积为δd 。于是挤压应力为

相应的强度设计准则为

式中，P_jy为作用在连接件上的总挤压力；[σ_jy]为挤压许用应力。

对于钢材[σ_jy]=(1.7~2.0) [σ],其中[σ]为许用应力。

例 如图3-128所示的钢板铆接件中，已知钢板的拉伸许用应力[σ]=98Mpa,挤压许用应力[σ_jy]=196Mpa，钢板厚度δ=10mm，宽度b=100mm，铆钉直径 d=17mm铆钉许用剪应力[τ]=137Mpa，挤压许用应力[σ_jy]=314MPa。若连接件承受的荷载P=23.5kN。试校核钢板与铆钉的强度。

解 对于钢板，由于自铆钉孔边缘线至板端部的距离比较大，该处钢板纵向承受剪切的面积较大，因而具有较高的抗剪求强度。因此，本例中只需校核钢板的拉伸强度和挤压强度，以及铆钉的挤压和剪切强度。现分别计算如下。

（1）对于钢板

拉伸强度：考虑到铆钉孔对钢板的削弱，有

故钢板的拉伸强度足够。

挤压强度：在图3-128所示的受力情况下，钢板所受的总挤压力为P；有效挤压面为δd。于是有

故钢板的挤压强度足够。

（2）对于铆钉

剪切强度：在图3-128所示情况下，柳钉有两个剪切面，每个剪切面上的剪力Q=P/2，于是有

故铆钉的剪切强度足够。

挤压强度：铆钉的总挤压力与有效挤压面面积均与钢板相同，而且挤压许用应力较钢板为高。因钢板的挤压强度已校核是安全的。故无需重复计算。

所以，整个连接结构的强度足够。