起重机械金属结构(第三章).ppt
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第三章金属结构的连接n结构金属结构是由型材、锻件、铸件采用一定的连接方式组成的能够承受载荷的工程结构。
当前,起重机中常见的连接是焊接、栓接和铰接。
n本章学习的重点1)学会选择合理的连接方式2)掌握承载能力的计算方法3.1连接的方式及其特点一,方法1.焊接:
(广泛应用)2.螺栓连接:
(用于常装拆的结构)分为:
普通螺栓和高强度螺栓3.铆钉连接:
(国外仅用于特重型桥吊主梁)4.胶合连接:
(国内未采用)5.销轴连接:
(用于两构件间的连接)二,特点1.焊接:
制造简便,省工省料,不削弱构件截面易于自动化操作;但易产生残余应力和变形、焊接缺陷,质量不易检查。
2.螺栓连接:
易装拆,质量易检查,塑性、韧性好,但费工费料,削易构件截面,动载作用下易松动;高强度螺栓除具有普通螺栓优点以外,还具有传力均匀,应力集中小,疲劳强度高等优点,但螺栓制造和连接表面要求较高。
3.铆接:
承动载能力强,低温下工作较可靠,但不能拆。
3.2连接的材料一、焊接焊接的材料与焊接的方法有关,焊接的方法达35种之多,常用的1.焊接方法1)气焊、氧炔焊焊接薄板、切割金属。
2)电弧焊手工电弧焊设备简单、操作灵活,生产效率低,质量受人为因素波动较大。
埋弧自动焊生产率高、易于实现自动化。
气体保护焊焊接质量高。
3)电渣焊焊接后钢板。
2.焊接材料1)手工焊焊条按照等强度选取。
焊Q235,常用E43XX焊条,如E4303、E4315、E4316焊Q345,常用E50XX焊条,如E5003、E5015、E5016焊Q235与Q345的混合连接,E43XX(一般)、E50XX(贴脚焊、受力较大的部位)3.2连接的材料2)埋弧自动焊焊丝+焊剂Q235H08、H08A、H08Mn+高硅型焊剂;Q345H08MnA、H10Mnq+低锰型或无锰型焊剂;3)气体保护焊焊丝+气体(CO2、氩气)二,螺栓连接普通螺栓Q235-A,Q235-B,35;高强度螺栓螺栓:
d24mm.45,40B,20MnTiBd24mm.20MnTiB,35VB螺母:
45,15MnVB垫圈:
45(平垫圈)3.2连接的材料螺栓连接的力学性能等级3.5S12.9S10个等级,“.”前的数值是抗拉强度的1/100,“.”后的数值是屈强比的10倍。
所有的力学性能等级都含有相应的材质和热处理工艺,根据性能等级可以直接查出螺栓连接计算所需要的单栓承载能力。
所以螺栓的标注以后以性能等级作为材料的标注。
依据螺母的厚度,螺母的强度等级与螺栓的性能等级有固定的搭配关系(4H12H)0.8D的厚度时,8H8.8S;9H8.8(16mm)9.8S(时:
先计算e=M/N=Ix/n|ymax|再判断:
e或e而后计算:
Pmax螺栓强度条件:
PmaxPll3.9拉剪螺栓连接计算根据试验结果:
在拉剪联合作用下,符合园形相关公式若螺栓的计算拉力、剪力分别为Pll和Pjl,则强度条件为3.10高强度螺栓连接设计计算一,概述1,分类摩擦型:
是工程中主要的应用种类。
承压型:
摩擦力、螺栓剪力和承压力三者共同作用在连接中。
螺栓受拉型我国当前列入设计规范的仅摩擦型(GB122884钢结构用高强度大六角螺栓连接副)。
2,工作原理依靠强大预紧力产生的摩擦力抵抗剪切滑动,以出现剪切滑动时状态作为连接失效的极限状态。
3.10高强度螺栓连接设计计算二、摩擦型高强度螺栓的强度计算1,轴心力作用下的剪力螺栓连接N/nPP但栓抗滑许用承载力.P=ZmfPg/nZm传力摩擦面数;f摩擦系数(与表面处理方法有关),查规范P41Pg预拉力(预紧力).查规范P41n安全系数(按载荷工况确定).3.10高强度螺栓连接设计计算2,偏心力作用下的剪力螺栓连接计算公式同普通螺栓,许用承载能力为上面的计算结果。
3.10高强度螺栓连接设计计算3,剪力和拉力作用下的剪力螺栓强度条件抗滑承载能力PQP抗拉承载能力Pt0.7PgP=Zmf(Pg-1.25Pt)/n4,受拉连接轴向许用载荷sl螺栓钢材的屈服点Al螺栓的有效面积,规范P41载荷分配系数3.10高强度螺栓连接设计计算5,被连接件的强度计算每个螺栓所产生的摩擦力N:
N/nn为螺栓总数第一排为n1个螺栓产生NN/nn1的摩擦力N=N-N=N-(N/n)n150%=N(1-0.5n1/n)被连接件的强度条件:
=N/AjAj为净载面积3.11销轴连接设计计算一,销轴计算静强度w=M/wwmax=QS/(IB)=16Q/(3d2)w=d3/32=0.1d3w销轴许用弯曲应力不重要及受载不大:
Q235,w=125N/mm2载荷不大,要求韧性较高:
20正火回火w=125N/mm2有一定强度及加工塑性要求:
35正火回火w=165N/mm2调质w=175N/mm2广泛应用:
45正火回火w=195N/mm2调质w=215N/mm2载荷较大,无很大冲击的重要轴.40Cr调质w=245N/mm23.11销轴连接设计计算二,销孔耳板的计算危险截面:
BB,AA3.11销轴连接设计计算耳板孔壁承压应力计算N耳板的轴向力;D销轴直径;总厚度;c许用挤压应力;由弹性力学,应用弹性曲梁公式计算危险载面应力第三章作业3-1验算图示工字梁腹板对接焊缝的强度。
已知拼接处的内力为M=9.8102kNm,Q=4102kN,钢材为Q235,许用应力=176MPa,采用E4303焊条手工焊,用普通方法检查焊缝质量。
3-2图示支托与柱采用贴角焊缝连接,贴角焊缝高度hf=6mm。
柱与支托材料为Q235,许用应力=176MPa,用E4303焊条手工焊,采用普通方法检查焊缝质量。
试确定P的最大值。
第三章作业3-3某搭接托架结构如图示,受偏心载荷P=92kN作用。
连接板材料为Q345,用E5015焊条手工三面围焊(用引弧板),焊缝高度hf=10mm,许用应力h=140MPa,试验算焊缝强度。
3-4图示接头采用6个M20的精制螺栓连接。
构件板厚16mm,连接件板厚10mm材料均为Q235,许用应力=176MPa,连接受外载P=40kN作用。
问:
1)连接强度是否满足要求?
2)若改用6个M20,力学性能等级为10.9s的高强度螺栓,连接面喷砂后涂无机富锌漆,连接强度是否满足要求?
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