图表2-7 结构物用的铆接

铆钉直径单只强度 Plkg外载荷 Pkg铆钉数怜许用应力.rkg/c淤 在图2一3所示的结构物用的铆接中,当接头受到拉伸载荷时,拉力尸与铆钉应力之间具有如下关系:图表2一7为表示上述(1)式关系的图表。单剪时尸=,·晋d、双剪时尸=2n·晋少二(1)(2) 式中。为铆钉总数(图2一3中,上图n为4个,下图n为3个)。二为剪切应力(公斤/厘米“),d为铆钉孔径(厘米),图2一3结构物用的铆接图中月为单剪时l个铆钉所受的载荷,尸为外载荷(公斤)(n个铆钉所受的载荷)。不言而喻,铆钉受双剪时的尸为图表求得的尸值的2倍,而应力用月计算。 「例题2一了」用3个直径为叻18的铆…     

图表2-6 铆接效率

效率最低强度无孔板的强钉距mlnX 100┌─┐│ │└─┘效率7%⑤卫二丝x 100 在铆接中,所谓铆接效率本是指铆钉一个钉距内的抗拉强度与相同长度的无孔板的强度之比。但是,在表示铆接强度的公式中,有月、只、几等,强度用其最小值表示,因此,现以几。表示此强度而以几表示无孔板的强度,则效率刀可用下式表示:表2一2铆接效率多铆接型式l最大}最小!平均眨刁05745635月丫6厅日单排搭按A双排搭接B65 8085n口50﹃匕7870 8590。=令·‘00二只;_x 100_一子苛七一二一物…(1) J厂.‘.0~单排对接D双排对接E三排对接H但是,若几=(P一d)tcr为最小,则刃…     

图表1-19 圆周应力

“一骼内径D mrn内压力P kg/c淤200尸闷壁厚企 mm应力厅kg/c mZ0000.﹄J望5040 薄壁圆筒受内压时,在筒壁上产生的应力可由下式求出:D·尸实际上圆筒的壁厚并不一样,或者在使用当中由于生锈或磨损等原因而壁厚减薄。所以确定管壁厚度时可由下式计算。『=2云(公斤/厘米“).··……(1)3)时(刀D·尸 C 式中D为管(圆筒)的内径(厘米),t为壁厚(厘米),尸为内压(公斤/厘米2)上图表1一19是表示这一关系的。将此式改写为下式即:2『C一般取0.1~0.2(厘米)另外,对于有缝钢管,其焊缝效率为D·尸2cr..........····一(2)当给出刀与尸时,假设cr就可求…     

图表2-8 受回转作用的铆接接头

水平载荷尸叱0 .000衬5,000一3,0Q卜一2 .00仓一1000- 500— 300一 例如在图2一4所示的结构中,距铆钉群中心L(厘米)处作用有班(公斤)的力则接头受到回转作用,不言而喻,该力矩为M二班·L(公斤一厘米)。对于这种情况,若各铆钉的剪切阻力对铆钉群中心的力矩总和等于万·L,则整个结构保持平衡。这时,最上面及最下面的铆钉所受的水平剪力尸可表示如下: nM价 p二介上·,··········……(l) 式中,l为最上面与最下面的铆钉的中心矩,而价为取决于铆接型式的常数,此值如表2一3所示。甲表2一3结构用铆接接头的力矩系数单排中的铆钉数目药……     

图表1-21 圆板的强度

周边简支时的压力夕kg/cm,__笋PRZ0~一万一圆板半径 刀Inm 应力 口啥/em,2,0(X)门板厚古m边 l一20 承受均匀分布压力的圆板上产生的应力可用下式表示。,二兰尸·RZ才2(公斤/厘米“).··…(1) 式中:功是由圆板周边支承方式决定的常数,周边固定时功=0.697,周边简支时诱=1.25,尸为压力(公斤/厘米2),R为圆板的半径(厘米)t为厚度(厘米)。 上式适用于求活塞顶板和管端盖板的厚度,其应力大小对钢取500(公斤/厘米“)左右,对铸铁取150、200(公斤/厘米“),图表1一21是表示这一关系的。表示压力的尸轴数左面刻度用于圆板周围简支,而右面刻度是用于…     

图表1-2 载荷、截面积和应力

直径d截面积A2 .000 在截面积为A(厘米“)的棒上施加尸公斤的拉伸(压缩或剪切)(参看图卜1,a为拉伸,b为压缩,c为剪切)载荷时,产生对拉伸、压缩为: 『一暑(公斤/厘米2卜·····……(l)的应力(拉伸、压缩、剪切)。图表1一2是表示这一关系的。 此外,求圆棒的截面积A时,设棒直径为d(厘米)则A二晋d,(厘米2)······……(3)对剪切为: 尸_.___二_,=万(公厅/厘术‘)””·‘……(乙) 在A轴的左面刻有直径d,因此求圆截面时可以直接用d代替面积A。对于各种材料的许用应力由于使用条件及其他原因不能一概而论,而对在一般机械上使用的各种材料,…     

图表1-3 弹性模数、应力、伸长

长度L伸长刁m力1应刀口地加m甲弹性模数刀=。.弃 口Ekg加淤拉伸(压缩)长度为L厘米的棒,使其在截面内产生『(公斤/厘米“)应力时,材料就伸长(缩短)△厘米,而伸长(缩短)与应力成正比,所以其间的关系可用下式表示:表卜2各种材料的E、G(公斤/厘米2)值材料名称E二『·会(公斤/厘米2)···……(1) 此处称E为弹性模数,图表1一3是表示这一关系的。 当材料承受剪切力时同样可用下式表示其关系:铸铁铸钢 钢特殊钢黄铜(铸)磷青铜(铸)铝(轧制)铝(铸)硬铝(轧制) 700000205000021000002100000 6500001000000 700000 650000 700000280000900000350000此…     

平纹编织C/SiC单钉铆接单元的制备与拉伸行为EI北大核心CSCD

耐高温高强韧性连续碳纤维增韧碳化硅复合材料(C/SiC)是空天飞行器用热结构件的首选材料之一。C/SiC热结构件的结构复杂,其连接技术是推动该材料应用的关键。采用化学气相渗透工艺制备2D C/SiC单钉铆接单元,研究其微结构和拉伸行为,分析相应的失效机制。结果表明:2D C/SiC单钉铆接单元的显微结构具有多孔、非均匀粘接和非均匀钉孔间隙特征。铆接剪切强度平均值为157.77 MPa,超过2D C/SiC面内剪切强度。搭接界面脱粘、钉孔相互挤压和铆钉内纤维剪断是2D C/SiC单钉铆接单元的主要失效机制。孔周损伤呈现3种典型形貌,分别为孔周形貌完好、基体压溃和钉孔界面脱粘。     

图表2-9 焊接强度

在图2一SA所示的对接接头中,若施加尸(公斤)的拉伸载荷,则焊缝中所生的应力可表示如下: 一弄(公斤/厘米2)···…… 式中,h为焊缝厚度(高度)(厘米),长度〔比板宽五缩短10(毫米)」(厘米)。 在图B所示的正面角接(两面盖板)中,拉力尸为: 当a=45“时,cosa沼0.7因此可化为 尸=1 .4hl『············……(2) 在图C所示塔接接头中,其强度也可表示为: 尸=1 .4hl『..··········……(3) 在图D所示的侧面角接(两面盖板)接头中,角焊缝受剪力作用,所以拉力尸可表示为: 尸二4hl下 由于焊缝部分的应力分布不均匀,所以实)为头Cz接…     

图表2-12 轴的扭矩和轴径

L00.m创径洲.卜f七曰九引.口T71600IP N‘一71 .5焉马力众 冲扭矩r1501008060一峨O302043若作用于轴上的扭矩为T(公斤一厘米),剪应力为T(公斤/厘米“),轴截面的极截面系数为Z,(一粼3)(厘、:,则它们之间的关系可用下式表示:而解出d,可得下式d=71·5(厘米》··……(3) T二Z,·T=磊少二······……(1) 因此,若适当地假设T值,就可求出对应于T的适当d值。但是,在机械设计中,通常给定马力(HP)和转速N(转/分)而求相应的轴径d,这时必须先从下式求出T,再将此T值代入(1)式而求出d: T二所以,若使71600 HP(2)71600 HP N一票d听10 所以当…     

图表2-13 空心轴的直径

‘2一,‘·5少蕊不豪弃转速马力数 印轴外径N rp白内m功许用应力r kg/emZ一J:/dz0 .6n九J‘U扣3 户‘.n人11︺n目nU月了。U :心n︺为了减轻重量,传动轴有时采用空心棒材;但是,当空心轴的外径为d:而内径(孔径)为d;时,其极截面系数可用下式表示:(参照图表1一12)。心一心 d2······……(l)汀一16 一一Z因此,若设dl/d:=,,则心一dd2=心(1一n4)……,’’(2)因此,轴的外径d:可按下式算得d:=71 .5···……(3) 图表2一13是表示这一关系的。当HP和N为已知时,适当地假设二值后,即可用于求出轴的外径dZ,这种情况一F的许用应力,应该同前页所…     

图表1-14 扭转与应力

极截面系 Zerna 如图1一12所示的棒受扭转作用(扭矩)时,在棒截面上产生的最大应力(为剪切应力,产生在截面的最外部)T与扭转作用的关系可用下式表示:即图1一12扭转作用(扭矩) T=Z,·T.,····1·,·……‘1) 式中T为扭矩,在图1一12上尸XZR为犷而Z,为棒截面的极截面系数(厘米“),圆截面的Z,为磊少,可在图表‘一,“上设,二。求出,或者用图表l一4求出Z,因为Z,恰好为Z的2倍,所以可乘以2o 图表卜14是表示T、Z,与T的关系。当转数N印m和马力数HP已给出时,扭矩T由下式算出, _7 1 .600 HP T二二竺端里一公斤/厘米·……(2)这方面参见图表2…     

图表2-35 节圆上所传递的力

由路伊斯的实验结果知,正齿轮节圆上所传递的力 P(公斤)可用下式表示P=Y·m·b·σ……(1)式中 Y 为取决于齿形及齿数的常数,其值示于表2-7。m 为模数。此外,b 为齿宽(厘米),     

图表1-12 圆形截面及空心圆截面的极截面系数

轴径山┌──┐│Y/ │├──┤│j/J │├──┤│圣7 │└──┘ 对通过截面重心垂直轴线的极截面系数为:将截面上的微小面积乘以该面积至轴的距离的平方之总和除以距轴心最远距离。直径为d(厘米)的圆形截面的极断面系数Z,可按下式表示: 2.=黑ds ............……(1) ‘,一16“--------------一、二产 然而此值为通常所述的截面系数的2倍。所以欲求出圆截面的极截面系数时可首先由图表1一4求出Z,再乘2即得。 外径为d:,内径为d;的空心圆截面的极断面系数为:Z。=黑 尸10心一心、......……d2(2) 假设d;/d:此值为n时,Z,可按下式表示: 2.=…     

二、机械零件——图表2-1 螺栓的强度

螺纹内径公称直径dlmm和沁许用应力『kg/c淤载荷P kg①一 在螺栓上施加拉伸载荷时,螺纹根部截面上所产生的应力,可按下式计算:尸二票d号cr 住 式中,尸为外载荷(公斤),d,为螺纹内径(厘米),,为所产生的应力(公斤/厘米2)。因此若适当地假设材料的许用应力,就可按上式根据尸求出d;再根据此d:查表确定公称直径d。 图表2一1是表示上述关系的。在此图表d轴的左侧。标注计算所得的d;,而在右侧,则标注与此对应的公称直径d,因此,即使不查表,也可直接确定do 但是,杆上的螺纹是一种连续的切槽,所以实际应力比按上式算出的要大。因此对于普通软钢螺栓,上…     

图表2-3 螺栓螺旋面的比压

比压kg/c沪应方口kg/e,n,(载荷所引起的应力)螺栓直径 d mm 卜3633 3027::‘U口“,一1 .1 .JI,-r月J叫,IllJ|I叻II.ll4)|I州!叫. 在螺栓上施加拉伸载荷时,不仅在螺纹牙根产生拉伸应力,而且还在螺纹接触面上产生比压,此比压P可按下式求得: 尸__.一_‘…P=一下,丁一一下一(公灯/理术‘).二(1) n·牛(dZ一d丁2) 4’式中,d为螺栓杆直径(厘米),武为螺纹内径(厘米),。为l个螺母中的螺纹牙数,即螺母高度除以螺距之值,此外,尸为拉伸载荷(公斤) 图表2一3是表示上述关系的。其中武、n和d无疑均能确定,所以上式的分母可用d的函数表示。因此,在此…     

图表2-2 螺栓的直径(把螺母充分拧紧时)

螺纹内径几外载荷P篮g公称直径 己 ml几常数0 .05祖制螺精制螺栓 若把螺母充分拧紧后再施加拉伸载荷,则拧上螺母时,在螺栓截面上产生了某种程度的应力,所以其上面再有外力作用时,就加上它所引起的应力(总应力小于两者之和)。因此在这种情况下,应考虑作用有外载荷1 .5~2倍的载荷来确定螺栓直径。 但是拧紧螺母时,螺栓截面上所产生的应力与螺栓直径有关,直径越小,应力越大。因此按尸一晋“荃cr来确定d时,螺栓直径越小应当把许用应力降低愈多。因为这种计算在理论上是不可行的,于是这时可按下式确定直径即: d;二C创了 0.5(厘米)···……(1) …     

图表3-23 汽油机的曲轴直径

轴径d 11】下11d一c石落百【最高压力为36(公斤/厘米勺〕气缸直径活塞行程系数 C厂耳件冲爪汽油机及柴油机的曲轴直径均可用下式确定: 。3/认;下刁可O=七‘ZL声‘O一二二不-…,,.…,…,‘·,.(1) ,16式中:d—曲轴的直径(厘米); D—气缸的直径(厘米); S—活塞的行程(厘米); 尸—最大爆发压力(公斤/厘米“); C—实验常数其值如表3一6所示。式(1)的关系可用图表3一23表示。 但是,实际上曲轴在工作时,即承受弯曲0 .3730。3730。3810 .3880。3930 .3990 .3310 .353O。3680。3810 .3900。401O。性090 .423的力又承受扭转的力,因此,用上式简单…     

一、材料力学——图表1-1 直径、转速、周速

;一黯叻直径D周速V 通常取直径为D(厘米)的圆以每分钟N转旋转时,圆的周速犷可用下式表示即:仃D刃6,000(米/秒)······……(1) 当求轴的表面速度、齿轮的节圆速度以及传动带速度时使用这个公式,故做成上面的图表以表示其关系。由于绞车的绳索卷绕速度等一般用米/分表示,故在图表的中央轴线的左面注有将右面的(米/秒)换算成(米/分)的数值。 [例题1一1]直径D~400(毫米)的圆板以200(转/分)旋转,圆板的周速是多少? 解:在图上读出连结D轴上的400与N轴上的2D0之直线与F轴的交点4 .2(米/秒)〔260(米/分)〕就是所求的周速.一、材料力学——…     

图表1-23 金属棒重量

重量Wkg直径截面积铸钢铜0 .2A emZW=月11/1000长度Cm铝铁(铜合金)铅临0.328设A为截面积(厘米2),l为长度(厘米),7为比重(克/厘米3),则金属棒的重量万可用下式表示: AI下,,、。、 W二示布片(公斤)········一(l) ,,一1000、’自夕.产 但为圆形棒时,因A=晋少,所以用下式表示。表1一9金属材料的比重(克/厘米3)一不=票少l 任 71000┌───────┬───┬─────────┬───┐│材料名称 │比重 │…“““称 │比重 │├───────┼───┼─────────┼───┤│铸铁 │7。30 │}磷青铜(铸) │8。60 │…