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熔 接 與 鉚 接

機 械 設 計. 第 補 充 章. 熔 接 與 鉚 接. 一、熔接填角尺寸與喉部尺寸. 應力計算所 根據之尺寸. 二、各種熔接型式. (a) 對接熔接. 若施力的方向 與焊道平行. [ 例題 8-1] 如圖對接熔接，已知 F =4500N ， t = 10 mm ， w =65 mm ，求焊接部份的應力。. [ 解 ]. [ 例題 8-2] 已知焊件 的降伏強度為 379 MPa ， t = 12 mm ， w =60 mm ，安全係 數為 2 ，求此焊接 件可承受多大的拉力 F ？. [ 解 ]. (b) 填角熔接.

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熔 接 與 鉚 接

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Presentation Transcript

  1. 機 械 設 計 第 補 充 章 熔 接 與 鉚 接

  2. 一、熔接填角尺寸與喉部尺寸 應力計算所 根據之尺寸

  3. 二、各種熔接型式 (a)對接熔接 若施力的方向 與焊道平行

  4. [例題8-1]如圖對接熔接，已知 F=4500N， t = 10 mm，w=65 mm，求焊接部份的應力。 [解]

  5. [例題8-2]已知焊件 的降伏強度為 379 MPa，t = 12 mm， w=60 mm，安全係 數為 2，求此焊接 件可承受多大的拉力F？ [解]

  6. (b)填角熔接 (b-1) 承受直接負載

  7. [例題8-3]寬8mm的填角熔接，其焊道長 50cm，若沿著焊道方向承受 50 kN的靜 態負載，已知金屬的降伏應力為 40MPa， 試求此焊件的安全係數。 [解]

  8. (b-2) 承受軸向負載

  9. (b-3) 承受扭轉負載 相當在焊道上 的作用力：

  10. [例題8-4]直徑8cm的圓柱焊接於鋼板上，其 熔接腳的寬度為 5mm，若熔接金屬可承受 30 MPa的剪應力，試求容許的扭矩為多少？ [解]

  11. [例題8-5]直徑2.5 in的圓柱焊接於鋼板上， 其熔接腳的寬度為 3/16 in。若熔接金屬可 承受30 ksi的剪應力，安全係數為 3，試求 容許的扭矩為多少？ [解]

  12. (b-4) 承受彎曲負載

  13. 在 te << d情況下：

  14. [例題8-6]直徑50 mm的圓桿焊接於鋼板上， 在桿端承受 10 kN之負載，若焊道容許剪應 力為 94 MPa，試求熔接腳的寬度w ？ [解]

  15. N

  16. 材料力學複習 最大、最小主應力： 最大剪應力：

  17. (b-4) 承受偏心負載 (I) 作用力通過所有焊道的形心 剪應力平均分佈

  18. (II) 作用力未通過所有焊道的形心 存在偏心效應 扭矩或彎曲造成之應力 + 直接負載造成之應力 T=Fc 形心 F

  19. 此為扭矩造成的剪應力 必須再合併直接剪應力， 以求二者之合應力！

  20. 關於 J 的計算： 平行軸定理 圖中焊道部分的 J = Jo+ Ar12

  21. 2 r 1 1 2 2 2 1 1

  22. 2 1   = 1+2

  23. [例題8-7]一個吊重的繩索與滑輪組一同熔接在 構架上。若固定處的四個填角熔接的腳尺寸同 為 12 mm。假設繩索可承受9 kN的張力，試求 熔接部位所承受的最大剪應力為多少？

  24. [解]

  25. 2 300mm 2 1 1 150 2 1 1 2

  26. 最大剪應力發生在 右側二端點處： 300mm 2 1   150 1  2

  27. 三、鉚接 (a)鉚接的受力破壞型式

  28. [例題8-8]如圖所示的鉚接情形，已知鋼板厚 度為12 mm，鉚釘直徑為20mm。假設容許的 工作應力分別為： (板材) c=275MPa， (板材) t=138MPa，(鉚釘) =103MPa 試決定此構件可承受的最大負載F？

  29. [解] (a) 考慮鉚釘的剪力破壞情形： 注意每一鉚釘均有二個剪力面

  30. (b) 考慮板的張力破裂情形： 1. 中間板在 A-A截面破裂

  31. (b) 考慮板的張力破裂情形： 2. 第4鉚釘斷裂且中間板在 B-B截面破裂

  32. (c) 考慮板的壓力軋碎情形： 中間板在所有鉚釘的左側接觸面破碎 比較以上所有可能破壞情形，得知構件可承受 的最大負載為 2.15(105) N (使A-A截面板破裂)

  33. (b)鉚接承受偏心負荷之分析 (1) 各鉚釘平均 分擔直接剪力 T (N=鉚釘總數) (2) 對形心扭矩

  34. (b)鉚接承受偏心負荷之分析 (3)各鉚釘分擔之 扭力與鉚釘至形 心距離成正比 T (k :第k個鉚釘) (C=比例常數) 且其方向與 垂直

  35. (b)鉚接承受偏心負荷之分析 (4) 求 C ： T

  36. (b)鉚接承受偏心負荷之分析 (5) 求各鉚釘所受 之合力 T (6) 求各鉚釘所受 之剪應力

  37. [例題8-9]如圖所示，已知每根鉚釘的容許剪應 力為104 MPa，求偏心負載 P 最大為多少？ [解] T P

  38. 0.15P 0.05P 0.05P 0.15P D B C T P/4 P/4 P/4 P/4 P

  39. 習題 95年高考第四題, 93專技檢覈考第三題, 91第二次專技檢覈考第二題, 講義 9-6 題 講義 9-7 題

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