铆钉连接的计算
铆钉长度的确定方法
铆钉长度的确定方法（实用版4篇）《铆钉长度的确定方法》篇1铆钉长度的确定方法通常根据被连接材料的厚度、材质和连接方式来确定。
以下是一些常见的确定铆钉长度的方法：1. 根据被连接材料的厚度确定铆钉长度：对于较薄的材料，铆钉长度应该略大于材料的厚度，以确保铆钉能够穿过材料并形成足够的强度。
对于较厚的材料，铆钉长度应该更长，以确保铆钉能够穿过材料并形成足够的强度。
2. 根据被连接材料的材质确定铆钉长度：不同材质的铆钉适用于不同材质的被连接材料。
例如，不锈钢铆钉适用于连接不锈钢材料，而碳钢铆钉适用于连接碳钢材料。
因此，根据被连接材料的材质选择适当的铆钉长度是非常重要的。
3. 根据连接方式确定铆钉长度：不同的连接方式需要不同长度的铆钉。
例如，对于单面连接，铆钉长度应该略短于被连接材料的厚度，而对于双面连接，铆钉长度应该与被连接材料的厚度相等。
4. 根据实际需要确定铆钉长度：在某些情况下，铆钉长度可能需要根据实际需要进行调整。
例如，如果需要连接两个不同厚度的材料，可能需要使用较长的铆钉来确保连接强度。
总之，铆钉长度的确定需要考虑多个因素，包括被连接材料的厚度、材质和连接方式等。
《铆钉长度的确定方法》篇2铆钉长度的确定方法通常根据被连接材料的厚度、材质和连接方式来确定。
以下是一些常见的确定铆钉长度的方法：1. 根据被连接材料的厚度确定铆钉长度：适用于被连接材料厚度较薄的情况。
铆钉的长度应该略大于被连接材料的厚度，以确保铆钉能够穿透材料并形成牢固的连接。
2. 根据被连接材料的材质确定铆钉长度：适用于被连接材料硬度较高的情况。
铆钉的长度应该足够长，以确保铆钉能够穿透材料并形成牢固的连接。
3. 根据连接方式确定铆钉长度：适用于不同的连接方式。
例如，对于单面铆接，铆钉的长度应该足够长，以确保铆钉能够穿透材料并形成牢固的连接。
对于双面铆接，铆钉的长度应该略短，以确保铆钉不会穿透材料太深。
4. 根据经验确定铆钉长度：适用于经验丰富的铆工。
铆钉连接及计算
第三章连接返回§3-7铆钉连接3.7.1铆钉的排列和构造要求一、铆钉的形状铆钉按照铆头的形状分为：半圆头铆钉、高头铆钉、埋头铆钉和半埋头铆钉四种。
二．铆钉的构造要求：（1）在钢结构中一般多采用半圆头铆钉（图a）；（2）当铆合钢板的总厚度超过铆钉直径的5倍时，宜采用高头铆钉；（图b）（3）当构件表面要求平整或钉头处的空间受到限制时，可采用沉头铆钉（图c、d）（4）沉头和半沉头铆钉不得用于钉杆受拉的连接。
三、铆钉连接的形式：对接、搭接和顶接（表3.7.1）。
四、铆钉按受力分为：剪力铆钉、拉力铆钉和剪拉铆钉三类（表3.7.1）。
3.7.2铆钉连接的计算一、受剪连接二、每个受拉铆钉的承载力设计值三、铆钉群连接的计算：（同普通螺栓）返回第三章连接返回§3-8轻钢结构紧固件连接的构造和计算3.8.1紧固件连接的构造要求用于薄壁型钢结构中的紧固件应满足下述构造要求：（1）抽芯铆钉（拉铆钉）和自攻螺钉的钉头部分应靠在较薄的板件一侧。
连接件的中距和端距不得小于连接件直径的3倍，边距不得小于连接件直径的1.5倍。
受力连接中的连接件不宜少于2个。
（2）抽芯铆钉的适用直径为2.6~6.4mm，在受力蒙皮结构中宜选用直径不小于4mm的抽芯铆钉；自攻螺钉的适用直径为3.0~8.0mm，在受力蒙皮结构中宜选用直径不小于5mm的自攻螺钉。
（3）自攻螺钉连接的板件上的预制孔径d0应符合下式要求：（4）射钉只用于薄板与支承构件（即基材如檩条）的连接。
射钉的间距不得小于射钉直径的4.5倍，且其中距不得小于20mm，到基材的端部和边缘的距离不得小于15mm，射钉的适用直径为3.7~6.0mm。
射钉的穿透深度（指射钉尖端到基材表面的深度，如图3.8.1所示）应不小于10mm。
（5）在抗拉连接中，自攻螺钉和射钉的钉头或垫圈直径不得小于14mm；且应通过试验保证连接件由基材中的拔出强度不小于连接件的抗拉承载力设计值。
上述规定大部分引自国外的相关规，项次（3）是根据我国自己的试验结果归纳出的经验公式。
材料力学 第6章 连接件的实用计算
故销钉安全
6.2 连接件的实用计算
D
思考题
(1)销钉的剪切面面积 A
h
(2)销钉的挤压面面积 AbS
d
F
6.2 连接件的实用计算
D
挤压面
思考题
(1)销钉的剪切面面积 A
h
(2)销钉的挤压面面积 AbS
A = πdh
d
剪切面
π(D2 - d2)
F
Abs =
4
挤压面
6.2 连接件的实用计算
冲床的最大冲压力F=400kN，冲头材料的许用压应力[]=440MPa，钢板的
对错动。
F
5. 连接处的破坏形式
6.1 引言
一、基本概念和实例
5. 连接处的破坏形式
FS n
(1)剪切破坏 连接件沿剪切面的剪断
(2)挤压破坏 连接件与被连接件在
相互接触面上因挤压 挤压面
而使连接松动，发生 破坏。
(3)拉伸破坏 被连接件在受连接件 处削弱的截面处，应 力增大，易在连接处 拉断。
F n
挤压面和挤压力为：
F AQ
b
仰视图
Abs
Fbs
F ：切应力和挤压应力
τ Fs F 40 107 0.952MPa
AQ bh 12 35
F
σbs
=
Fbs Abs
=
F cb
=
40 ×107 4.5×12
=
7.4MPa
6.2 连接件的实用计算
例6-2 齿轮与轴由平键连接,已知轴的直径d=70mm， 键的尺寸为b×h×L=20
2. 工程实例
(1) 螺栓连接
可拆卸
M
特点：可传递一般力
36普通螺栓和铆钉连接的构造和计算
§3.6 普通螺栓和铆钉连接的构造和计算抗剪连接——板件之间有相对错动的趋势；抗拉连接——板件之间有相互脱开的趋势。
一．普通螺栓（铆钉）的计算1．抗剪螺栓（铆钉）的计算（1）单个螺栓（铆钉）的受剪工作性能1）弹性段（0～1）：板件间相互挤压，靠摩擦阻力传力；2）相对滑移段（1～2）：摩擦阻力被克服后，板件间产生滑移，栓（钉）杆与孔壁相接触，滑移量取决于栓（钉）杆与孔的间距；3）弹塑性工作阶段（2～3）：螺栓杆既受剪又受弯直到破坏为止。
（2）对一组螺栓连接，有五种可能的破坏形式1）栓杆被剪断；2）被连接板被挤压破坏；3）被连接板被拉（压）破坏；4）被连接板被剪破坏——拉豁；5）栓杆受弯破坏。
tc)（3）针对如上情况，应避免所有破坏的可能性1）栓（钉）杆长度（t ∑）≤05d ——防止受弯破坏； 2）1a ≥02d ，栓距≥03d ——避免拉豁； 3）通过计算保证螺栓（铆钉）抗剪； 4）通过计算保证螺栓（铆钉）抗挤压；5）通过计算保证被连接构件具有足够的拉压强度。
（4）螺栓群受剪计算1）轴心受力基本假定：螺栓群均匀受力。
一个螺栓的抗剪承载能力：bv 2v b v4πn f d N =v n ——剪切面数；d ——螺栓直径；b v f ——螺栓抗剪设计强度。
一个螺栓抗挤压承载能力：b c m in b c f t d N ⋅∑⋅=d ——螺栓直径；m in t ∑——被连接板中受力一侧的总厚度的较小值；b c f ——螺栓承压设计强度。
当受力一边螺栓分布长度0115d l >时，会出现较严重的传力不均匀现象，故采用强度折减系数对螺栓的承载能力进行折减：11501.1d l -=β当0160d l >时，取0.7=β这样，设计计算时，对受力最大的螺栓进行验算：max N ≤{}bcb v ,min N N ⋅β2）螺栓群受扭 基本假定：① 被连接板是刚性的； ② 螺栓是弹性的；③ 在扭矩作用下，绕螺栓群中心旋转，每个螺栓受力大小与其到形心的距离成正比，方向垂直于矢径。
材料力学(I)第八章-铆钉连接的计算
§8-6 铆钉连接的计算
1
铆钉连接主要有三种方式： 1.搭接（图a），铆钉受单剪； 2.单盖板对接（图b），铆钉受单剪； 3.双盖板对接（图c），铆钉受双剪。
2
铆钉组承受横向荷载
实际铆钉组中位于 两端的铆钉所传递的力 要比中间的铆钉所传递 的力大。
为了简化计算,假设: (1) 如果作用于连接上的力其作用线通过铆钉组 中所有铆钉横截面的形心，而且各铆钉的材料和直径 均相同，则认为每个铆钉传递相等的力。 (2) 不考虑弯曲的影响。 铆钉连接与螺栓连接的计算方法相同。
i 1
2.754 103 N 2.754 kN
22
例题 8-10
F F
'' 2 '' 5
M e r2
2 r i i 1 6
2.928kN
F F
'' 3 '' 4
M e r3
2 r i i 1 6
4.344kN
Fi 的方向垂直于ri。
23
例题 8-10
将Fi'和Fi''按矢量合成以得出每一铆钉所受的力 Fi。图b中示出了1，2，3三个铆钉所受力的情况。 经比较按矢量合成后的力F1，F2，…，F6 知，铆钉 1和6所受力最大，F1=F6=4.41 kN。
24
例题 8-10
5. 此连接为搭接，铆钉受单剪，故受力最大的铆 钉1和6剪切面上的切应力为
F1 4.41 103 N 6 t1 t 6 14 10 Pa 14 MPa A s1 π (0.02 m)2 4
257
例题 8-10
解: 1. 将外力F向铆
铆钉连接的计算
P
P
e
令铆钉组横截面的形心 为O点(图 )。 假设 钢板上任一直线(如 或 ） 钢板上任一直线 如OA或OB） 在转动后仍保持为直线, 在转动后仍保持为直线 因而每一铆钉的平均剪应变 与该铆钉截面中心至O点的 与该铆钉截面中心至 点的 距离成正比。 距离成正比。
(b)
P A
a1
o
B
P
e
若每个铆钉的直径相同， 若每个铆钉的直径相同， 则每个铆钉受的力与铆钉 截面中心到铆钉组截面中 的距离成正比。 心O的距离成正比。方向 的距离成正比 垂直于该点与O点的连线。 垂直于该点与 点的连线。 点的连线
§7-2 铆钉连接的计算
铆钉连接的主要方式
搭接 P P
P P
一个受剪面
单盖板对接
P P
P P
双盖板对接
P
双
P
P P
两 个 受 剪 面
( c )
图
8 - 6
I、 铆钉组承受横向荷载
P P
P P
为了简化计算, 在铆钉组连接 ( 图 8-7 ) 中, 为了简化计算 设: 不论铆接的方式如何, 均不考虑弯曲的影响。 不论铆接的方式如何 均不考虑弯曲的影响。 若外力的作用线通过铆钉组横截面的形心, 若外力的作用线通过铆钉组横截面的形心 且同一组内各 铆钉的直径相同, 则每个铆钉的受力也相等。 铆钉的直径相同 则每个铆钉的受力也相等。 每个 铆钉受力为
P
b
P
t t P P
P
b
P
P4
P
P4
受剪面
b
P
(1) 铆钉的剪切强度 每个铆钉受力为 P/4 每个铆钉受剪面上的剪力为
Q=
P = 22.5K N 4
铆钉连接计算
P
P1
A
a1
B
o
e
承受偏心横向荷载作用的铆钉组(图a)
Pe
P
将偏心荷载 P 向铆钉组 截面形心O点简化,得到 一个通过O的荷载 P 和一个绕O点旋转的 转矩 m = Pe
m
O
(a)
若同一铆钉组中每一铆钉 的直径相同
Pe
P
横向力 P 引起的力P1’ 转矩 m 引起的力 P1”, 每一铆钉的受力是 P1’ 和
c z1 M
M1
z
S
S
(a)
(b)
解：上，下两钢轨作为整体弯曲时，上面钢轨的横截面上全是 压应力，下面钢轨的横截面上全是拉应力。
由于相邻横截面上弯矩不同， 相应点处的正应力不等，故上
T 下钢轨有沿其接触面纵向错动 的趋势，铆钉承受剪力。 每排铆钉承受的剪力等于一 根钢轨在距离为纵向间距 S 的两个横截面上压（拉）力 之差。
P3"
3
2P1"r1 2P2"r2 2P3"r3 m
P1" r1 P2" r2
P1" r1 P3" r3
2P1" r1
2P1"
r2 2
r1
2P1"
r2 3
r1
m
由此解出
P1"
2(
r2 1
mr1
r2 2
r 32 )
P3'
2 P2"
r3 P2'
r2 r1 P1'
O
1
P1"
P3"
3
径和材料均相同，故每 个铆钉上受的力相等。
材料力学第2章 连接部分的计算
b
d
3.铆钉的剪切强度
a
Fs 4F 2F 2 2 A 2 πd πd 2 50 10 3 2 π 0.017 110 10 6 110 MPa [ ]
4.板和铆钉的挤压强度 Fbs F 50 103 bs Abs 2d 2 0.017 0.01
40 10 3 4 2 ba 50 10 m bs 8 10 6 FS P 2. 顺纹剪切强度条件为 A bl P
ba
b 11.4 10 2 m 114 mm l 35.1 10 2 m 351mm a 4.4 10 2 m 44 mm
bs 2
为充分利用材料，切 应力和挤压应力应满足
Fbs F bs Abs dh
4F 8h F 2 2 d d dh
b
d
a
图示接头，受轴向力F 作 用。已知F=50kN，b=150mm， δ=10mm，d=17mm，a=80mm， [σ]=160MPa，[τ]=120MPa， [σbs]=320MPa，铆钉和板的材 料相同，试校核其强度。
例: t=2mm,b=15mm,d=4mm， []= 100MPa, [bs]= 300MPa, []= 160MPa，计算许用载荷[F]。
F
b
F
F
t
F
F 3-3 2－2 F t 1－1
b
F
F
解：一、破坏形式分析 1.剪断(沿1-1截面) 2.拉断(沿2-2截面) 3.“剪豁” (剪出缺口 3-3截面) 4.挤压破坏
d 2
F td 2.4kN
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(b)
P A
a1
o
B
与该铆钉截面中心至O点的
距离成正比。
P
e
若每个铆钉的直径相同，
则每个铆钉受的力与铆钉 截面中心到铆钉组截面中
(b)
P
P1
A
心O的距离成正比。方向
垂直于该点与O点的连线。
a1
B o
m Pe Pi ai
Pi 为每个铆钉受的力
ai
为该铆钉截面中心 到铆钉组截面形心O 的距离 P
3 在力偶 m 的作用下， 它们所承受的力与其到 转动中心的距离成正比。
r 3 P2 ' r2
r1
O
P1'
P1"
P1" r1 P2 " r 2
P1" r1 P3 " r 3
根据平衡方程
Pi" r i m
P3"
3
' 3P
2P1" r1 2P2 " r 2 2P3 " r 3 m
jy P jy 141MPa [ jy] A jy
P4 P4 P4 P4
P
p
3P 4 P 4
+
1
P4 P4 P4 P4
P
1
(3) 钢板的拉伸强度
P 107 MPa [] 11 (b d )t
2
P4 P4 P4
1
P4
P
2
1
3P 4 99.3MPa [] 2 2 (b 2d )t
2( I Z1 A.C 2 ) IZ
1.33410 4 m4
T ' 2Q'
Q'
sQ S* max T' 1 Z Q' τ ' bS 2 2 2I Z
17.86KN
s
sQ S* max T' 1 Z Q' τ ' bS 2 2 2I Z
S T
17.86KN
P
冲头
d
钢板
冲模
P
P
冲头
d
钢板
P
冲模
剪切面
解：冲头为轴向压缩变形
P P 2 [ ] A d 4
=34mm
P
P
冲头
d
钢板
P
冲模
剪切面
由钢板的剪切破坏条件
Q A
P b d
10.4mm
例题 3-5
用两根钢轨铆接成组合梁, 其连接情况如图a,b所示.
每根钢轨的横截面面积A=8000mm,每 一钢轨横截面对其自身形
1 o 40 40 80
6 5 4 P x
交点 O 处。
1 将力 P 向 O点简
化得
力 P = 12 KN 力偶矩 m=120.12=1.44KN.m
例题 8-6 图
2
在过转动中心的力 P 作 用下，因每个铆钉的直 径和材料均相同，故每
3
' 3P
P3"
个铆钉上受的力相等。
2
P2 "
1
' P2 ' Pi ' P 2KN P1 6
整个接头是安全的
D
思考题
销钉的剪切面面积 A 销钉的挤压面面积 Ajy
h
d
P
D
h
d
剪切面 h
d
P
A dh
D
挤压面
h
d
剪切面
挤压面 P
A jy 2 ( D d 2) 4
补充题：在厚度t=5mm的钢板上冲出形状如图的孔，若钢 板材料的剪切强度极限b=300MPa,求冲床所需的冲压力F。
§7-2 铆钉连接的计算
铆钉连接的主要方式
搭接 P P
P P
一个受剪面
单盖板对接
P
P
P
P
一 个受剪面
(b)
双盖板对接
P
铆钉双剪切
P
P
P
两个受剪面
(c)
图 8-6
I、 铆钉组承受横向荷载
P
P
P
P
图 8-7
在铆钉组连接 ( 图 8-7 ) 中, 为了简化计算, 设:
不论铆接的方式如何, 均不考虑弯曲的影响。 若外力的作用线通过铆钉组横截面的形心, 且同一组内各 铆钉的直径相同, 则每个铆钉的受力也相等。 每个 铆钉受力为
e
承受偏心横向荷载作用的铆钉组(图a) P 将偏心荷载 P 向铆钉组 截面形心O点简化,得到 一个通过O的荷载 P 和一个绕O点旋转的 m
O
e
P
转矩 m = Pe
(a)
若同一铆钉组中每一铆钉 的直径相同
P
e
P
横向力 P 引起的力P1’
转矩 m 引起的力 P1”, 每一铆钉的受力是 P1’ 和 P1” 的矢量和 求得每个铆钉的受力P1 后，即可分别校核受力 最大铆钉的剪切和挤压
由于相邻横截面上弯矩不同， 相应点处的正应力不等，故上 T
S
T1
下钢轨有沿其接触面纵向错动
的趋势，铆钉承受剪力。
每排铆钉承受的剪力等于一
根钢轨在距离为纵向间距 S 的两个横截面上压（拉）力 之差。
T ' 2Q'
Q'
T ' T1 T
s
假想钢轨在接触面上处处传
递剪应力 τ ' ，接触面的宽 度为 b 。 T
2
P2 "
1
P1" r1 P2 " r 2
P1" r1 P3 " r 3
2 2
r 3 P2 ' r2
r 2P1" r1 2P1"
2P1" r m
2 3
r1
O
r1
P1'
P1"
r1
由此解出
P1"
mr1 2 2 2 2( r1 r 2 r 3 )
P1"
mr1 2 2 2( r1 r 2 r 3 ) 2
P
P
b
P
P4
P
P4
受剪面
b
P
(1) 铆钉的剪切强度 每个铆钉受力为 P/4 每个铆钉受剪面上的剪力为
P Q 22.5KN 4
Q Q 2 112MPa [] A d 4
(2) 铆钉的挤压强度
挤压面
每个铆钉受挤压力为
P4
P P jy 4
挤压面面积为
受剪面
P4
A jy d t
P P 1 n
例4-3
一铆钉接头用四个铆钉连接两快钢板。钢板与铆钉 材料相同。铆钉直径d=16mm，钢板的尺寸为b=100mm，
t=10mm，P=90KN，铆钉的许用应力是[]=120MPa，
[jy]=120MPa，钢板的许用拉应力[]=160MPa。
试校核铆钉接头的强度。
P
b
P
t
t
P
S
T1
T ' τ ' bs
τ ' Q S* max z
T ' 2Q'
Q'
bI z
S
为一根钢轨的横截面 面积对中性轴的静矩
* z max
S
* z max
A.c 640 6 m4
s
T ' τ ' bs
τ ' Q S* max z
S T
bI z
T1
IZ
为整个横截面对中性轴
的惯性矩
m
P1"
O
P1'
P1
强度。
(a)
例题 8-6 一铆钉连接的托架受集中力 P 的作用, 如图 a 所示 , 已知外力 P = 12kN 。铆钉直径 d =20mm ,每个铆钉都受
单剪 , 试求受力最大的铆钉横截面上的剪应力。
y
3 2 80
(a)
解：铆钉组与x轴对
称，转动中心在铆钉2 与 5 的连线与x轴的
4 绘出每个铆钉的受力图
P3"
3
' 3P
Pi ' 与 Pi " 矢量合成，得出
每一个铆钉的总剪力的大小 和方向。
P3
2
P2 "
P2
1
铆钉 1 和 6 的受力最大，
其值为
r 3 P2 ' r2
r1
O
P1'
P1"
P1
P1 4.41KN
该铆钉横截面上的剪应力为
τ1
P1 14 MPa As1
R=50
R=50
400
解：剪切面的面积为
3 A 2bt dt 2 400 5 3.14 2 50 5 5570mm
F A
b
F A b 1671KN
补充题：冲床的最大冲压力P=400KN，冲头材料的许用压应力 []=440MPa，钢板的剪切强度极限b=360MPa。试求冲头能冲剪 的最小孔径d和最大的钢板厚度。
2 1 2
P3"
3
' 3P
r1 x y1 0.0566m
2
P2 "
1
r 2 0.06m
r 3 0.0894m
所以
r 3 P2 ' r2
r1
O
P1" 2.753KN