题目
两块厚为6mm的钢板用直径为12mm的铆钉联接,如图所示。若铆钉材料的mm、mm,问能承受多大的拉力P?(15分)
两块厚为6
的钢板用直径为12
的铆钉联接,如图所示。若铆钉材料的
、
,问能承受多大的拉力P?(15分)
题目解答
答案
根据其剪切条件:
得
由挤压条件:
得
故为确保安全,受的最大的拉力为11304N。
解析
步骤 1:确定剪切条件
根据剪切条件,铆钉的剪切应力不应超过材料的许用剪切应力。剪切应力的计算公式为:
$$ r = \frac{4P}{\pi d^2} $$
其中,$P$ 是拉力,$d$ 是铆钉的直径。根据题目,铆钉的直径为12mm,许用剪切应力为100MPa。将这些值代入公式,得到:
$$ 100 = \frac{4P}{\pi \times 12^2} $$
步骤 2:求解剪切条件下的最大拉力
解上述方程,得到:
$$ P = \frac{100 \times \pi \times 12^2}{4} = 11304N $$
步骤 3:确定挤压条件
根据挤压条件,铆钉的挤压应力不应超过材料的许用挤压应力。挤压应力的计算公式为:
$$ \sigma = \frac{P}{6 \times d} $$
其中,$P$ 是拉力,$d$ 是铆钉的直径。根据题目,铆钉的直径为12mm,许用挤压应力为280MPa。将这些值代入公式,得到:
$$ 280 = \frac{P}{6 \times 12} $$
步骤 4:求解挤压条件下的最大拉力
解上述方程,得到:
$$ P = 6 \times 12 \times 280 = 20160N $$
步骤 5:确定最终能承受的拉力
为了确保安全,拉力P应取剪切条件和挤压条件下的最小值。因此,能承受的最大拉力为11304N。
根据剪切条件,铆钉的剪切应力不应超过材料的许用剪切应力。剪切应力的计算公式为:
$$ r = \frac{4P}{\pi d^2} $$
其中,$P$ 是拉力,$d$ 是铆钉的直径。根据题目,铆钉的直径为12mm,许用剪切应力为100MPa。将这些值代入公式,得到:
$$ 100 = \frac{4P}{\pi \times 12^2} $$
步骤 2:求解剪切条件下的最大拉力
解上述方程,得到:
$$ P = \frac{100 \times \pi \times 12^2}{4} = 11304N $$
步骤 3:确定挤压条件
根据挤压条件,铆钉的挤压应力不应超过材料的许用挤压应力。挤压应力的计算公式为:
$$ \sigma = \frac{P}{6 \times d} $$
其中,$P$ 是拉力,$d$ 是铆钉的直径。根据题目,铆钉的直径为12mm,许用挤压应力为280MPa。将这些值代入公式,得到:
$$ 280 = \frac{P}{6 \times 12} $$
步骤 4:求解挤压条件下的最大拉力
解上述方程,得到:
$$ P = 6 \times 12 \times 280 = 20160N $$
步骤 5:确定最终能承受的拉力
为了确保安全,拉力P应取剪切条件和挤压条件下的最小值。因此,能承受的最大拉力为11304N。