材料力学论文

其产生的扭转剪切应力：
查手册，对于M10~M68的普通螺纹，取 / 和 的平均值，并取tan( )=0.15，得 0.5 。此时螺栓受到的为拉、扭联合作用，按第四强度理论：
当量拉应力：
因此螺栓螺纹部分的强度条件为：
下面分为两种情况分别进行轴向力的计算。
z•f •m≥CF
即 ≥CF／(fmz)
式中， 为轴向力，z为螺栓个数，m为接合面个数，f为接合面摩擦系数，C为可靠性系数，通常取为1.1~1.3。将轴向力带入螺栓强度条件公式即可进行校核。
此外，可用铰制孔螺栓来承受横向载荷。如图所示，为受横向载荷的铰制孔用螺栓，此时螺栓受到剪切和挤压，因此要进行剪切和挤压的强度核算。
下面就仔细谈谈材料力学在螺纹连接中强度校核的应用。
二：螺纹连接的基本类型
1、螺栓连接
螺栓连接的结构特点是被连接件的孔中不切制螺纹，装拆方便。如图1为普通螺栓连接，螺栓与孔之间有间隙。这种连接的优点是加工简便，对孔的尺寸精度和表面粗糙度没有太高的要求，一般用钻头粗加工即可，所以应用最广。图2为铰制孔用螺栓连接，其螺杆外径与螺栓孔的内径具有同一公称尺寸，并常采用过渡配合而得到一种几乎是无间隙的配合。它适用于承受垂直于螺栓轴线的横向载荷。
参考文献
[1]《机械设计基础》.高等教育出版社
[2]《材料力技术，如核反应堆工程、电子工程、计算机工程学。虽然是在其它基础学科指导下产生和发展起来的，但对材料力学都提出了各式各样的，大大小小的问题。材料力学知识的广泛运用，使生活中各行业得到迅速发展。如冶金行业、物料运输行业、珠宝鉴定行业、工程设计行业、科研行业、技术研究与开发行业、交通质量安全检测行业等多个领域，材料力学知识的广泛运用，使现实世界发展迅速并使各个行业得到提升。尤其是在生活建筑学方面得到了广泛地运用和发展，并得到了人们的深刻认识和体会。人们逐渐认识到材料力学知识在生活中的重要性。材料力学在生活建筑学的运用就是一个很好地体现。
2、螺钉连接
螺钉直接旋入被连接件的螺纹孔中，省去了螺母，如图3。这种结构不宜经常装拆。
3、双头螺柱连接连接
多用于较厚的被连接件或为了结构紧凑而采用盲孔的连接。
4、紧定螺钉连接
常用来固定两零件的相对位置，并可传递不大的力或转矩。
三、螺纹连接的强度计算
螺栓的主要失效形式有：a、螺栓杆拉断；b、螺纹的压溃和剪断；c、经常拆装引起的滑扣现象。下面分别通过松螺栓和紧螺栓来进行强度计算。
A、 受横向工作载荷的螺栓强度
如图所示的螺栓连接，螺栓与孔之间留有间隙，承受垂直于轴线的横向工作载荷F，它靠被连接件间产生的摩擦力保持被连接件无相对滑动。若结合面间的摩擦力不足，在横向工作载荷作用下发生相对滑动，则认为连接失效。为保证被连接件结合面间有足够的摩擦力阻止其发生相对滑动，其所需的螺栓轴向力应为：
四：结束语
为了让我们的生活充满安全感，我们不得不对螺纹连接进行强度校核，试想，不合格的强度会引发多么严重的安全问题。在本文中，仅仅对螺栓连接进行了简单的强度校核说明，在实际的工程中，会更为复杂，但是永远脱离不了材料力学的应用。通过材料力学中对剪切，挤压的分析，通过应用强度理论进行当量应力的计算，才能进行强度的校核。由此可见，材料力学应用范围极为广泛，是各类强度校核的基础，学好材料力学才是我们首先要做的。
1.研究材料在外力作用下破坏的规律 ；
2.为受力构件提供强度，刚度和稳定性计算的理论基础条件；
3.解决结构设计安全可靠与经济合理的材料力学基本假设；
a)连续性假设——组成固体的物质内毫无空隙地充满了固体的体积
b)均匀性假设——在固体内任何部分力学性能完全一样
c)各向同性假设——材料沿各个不同方向力学性能均相同
关键词：连接；材料力学；强度校核
正文：
一：材料力学知识简介与生活中的运用
材料力学(mechanics of materials)是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限。材料力学是所有工科学生必修的学科，是设计工业设施必须掌握的知识。学习材料力学一般要求学生先修高等数学和理论力学。材料力学与理论力学、结构力学并称三大力学。
材料力学是现代科学科学技术迅速发展的理论事实基础，20世纪以前推动近代科学技术与社会进步的工具。蒸汽机、内燃机、铁路、桥梁、船舶、兵器等都是材料力学知识的累积应用和完善的基础上逐渐形成和发展起来的。
20世纪产生的诸多高新技术，如高层建筑，大型桥梁海洋石油钻井平台，精密仪器，航空航天器材，机器人，高速列车以及大型水利工程等许多的重要工程更是在材料力学指导下得以实现并不断发展完善的。
大连理工大学
材料力学论文
学 生：宋子杰
学 号：*********
班 级：运船1201
院 （系）：运载工程与力学学部
专 业：船舶与海洋工程
2014年6月11日
材料力学在螺纹连接中的应用
摘要：在我们的日常生活中，处处离不开连接。连接是指被连接件与连接件的组合。就机械零件而言，被连接件有轴与轴上零件、轮圈与箱盖、焊接零件中的钢板与型钢等。这样应用广泛的连接中螺栓是必不可少的成分。因此，螺纹连接的强度校核便成为了工程中必不可少的环节。
d)小变形假设——变形远小于构件尺寸，便于用变形前的尺寸和几何形状进行计算。
人们运用材料进行建筑、工业生产的过程中，需要对材料的实际承受能力和内部变化进行研究，这就催生了材料力学。运用材料力学知识可以分析材料的强度、刚度和稳定性。材料力学还用于机械设计使材料在相同的强度下可以减少材料用量，优化机构设计，以达到降低成本、减轻重量等目的。在材料力学中，将研究对象被看作均匀、连续且具有各向同性的线性弹性体。但在实际研究中不可能会有符合这些条件的材料，所以需要各种理论与实际方法对材料进行实验比较。材料在机构中会受到拉伸或压缩、弯曲、剪切、扭转及其组合等变形。根据胡克定律，在弹性限度内，物体的应力与应变成线性关系。
剪切强度校核：
挤压强度校核：
其中： 为最小的接触长度，即为图中的Lmin。
B、受轴向工作载荷的螺栓强度
如图所示的缸体中，设压强为p，螺栓数为z，则缸体周围每个螺栓平均承受的轴向工作载荷为 。
在受轴向工作载荷的螺栓连接中，螺栓实际承受的总拉伸载荷并不等于预紧力 与 之和。现做说明：
如图所示为载荷与变形的关系。当未拧紧时，螺栓与被连接件不变形，不受力；当拧紧不受工作载荷时，所受的预紧力为 ，螺栓杆伸长 ，被连接件压缩 ；当拧紧后受到轴向工作载荷 时，螺栓杆与被连接件相比不受工作载荷时伸长了 ，这时预紧力不再是 ，变为剩余预紧力 。因此，轴向力 ，将轴向力带入螺栓杆强度校核公式即可。
1、松螺栓连接
松螺栓连接装配时不需要把螺母拧紧，在承受工作载荷前，除有关零件的自重外，连接并不受力。如图4所示吊钩尾部的连接是其应用实例。
当承受轴向工作载荷F时，其强度条件为
其中：d1——螺杆危险截面直径（mm）
[σ]——许用拉应力 N/mm2 (MPa)
2、紧螺栓连接
紧螺栓连接装配时需要拧紧，在工作状态下可能还需要补充拧紧。螺栓除受预紧力的拉伸而产生拉伸应力外，还受拧紧螺纹时，因螺纹摩擦力矩而产生的扭转切应力，使螺栓处于拉伸与扭转的复合应力状态下。因此在进行强度计算时，应综合考虑拉伸应力和扭转切应力的作用。