7−1 在冲床上用圆截面的冲头，需在厚t =5mm 的薄钢板上冲出一个直径d =20mm 的圆孔来，钢板的剪切强度极限为320MPa 。求
（1）所需冲力F 之值。
（2）若钢板的挤压强度极限为640MPa ，问能冲出直径为d ＝20mm 的圆孔时，钢板的最大厚度t 应为多少？
解：（1）根据钢板的剪切强度条件[]F τA S
S
τ=
≤，得 []6320100.0050.02100.5kN S S F A τπ≥=⨯⨯⨯=
因此，所需冲力F 为。
（2）根据钢板的挤压强度条件[]bs
bs bs bs
F A σσ=
≤，得 []62bs bs bs 640100.024201.1kN
F A σπ≤≤⨯⨯÷=
根据钢板的剪切强度条件[]F τA S
S
τ=≤，如果钢板不被剪坏，应满足
[]
S
S F A dt πτ=≥
[]3
6
201.1100.01m 0.0232010S F t d πτπ
⨯≥==⨯⨯ 因此，能冲出直径为d ＝20mm 的圆孔时，钢板的最大厚度t 应为10mm 。
7−2 两块厚度t =10mm ，宽度b =60mm 的钢板，用两个直径为17mm 的铆钉搭接在一起（见图），钢板受拉力F =60kN 。已知铆钉和钢板的材料相同，许用切应力[]=140MPa ，许用挤压应力[bs ]=280MPa ，许用拉应力[]=160MPa 。试校核该连接的强度。
解： 为保证接头强度，需作出三方面的校核。
(1) 铆钉的剪切强度校核
每个铆钉所受到的力等于F /2。根据剪切强度条件式（7−2）得
()[]
23
2
3τ/2/4
30101710/42
66.1MPa S S
F A F πd πτ-=
=⨯=
⨯⨯⨯=≤
满足剪切强度条件。
(2) 铆钉的挤压强度校核 上、下侧钢板与每个铆钉之间的挤压力均为F bs ＝F /2，
t
F
习题7−1图
F
F t
F
F 习题7−2图
b
F/2
n
m
m n
（c ）
F/2
F
F/2
F /2
F
（d ）
由于上、下侧钢板厚度相同，所以只校核下侧钢板与每个铆钉之间的挤压强度，根据挤压强度条件式7−4得
[]
3
33bs F σA F /2d t
301017101010288.2MPa bs bs bs σ--==
⋅⨯=
⨯⨯⨯⨯=≤
满足挤压强度条件。
(3) 钢板的抗拉强度校核
由于上、下侧钢板厚度相同，故验算下侧钢块即可，画出它的受力图及轴力图(图c ，d)。截面n −n 截面n −n 为危险截面。
对于截面n −n ：
()()42A b md t 0.060.0170.01 4.310m -=-=-⨯=⨯
N 3
4
F σA
60104.310
139.5MPa [σ]
-=
⨯=⨯=< 满足抗拉强度条件。
综上所述，该接头是安全的。
7−3 图示一混凝土柱，其横截面为×0.2m 2
的正方形，竖立在边长为a =1m 的正方形混凝土基础板上，柱顶上承受着轴向压力F =100kN 。若地基对混凝土板的支承反力是均匀分布的，混凝土的许用切应力为[]=，问为使柱不会穿过混凝土板，板应有的最小厚度t 为多少？
解：以柱下部分为脱离体， 基础板对脱离体的合力为：
a
a
t
F a
0.2m
t
F
习题7−3
例题7−1图
F
F S1
F S2
F
F 1
3
11100100.20.24kN 11
F F A A ⨯==⨯⨯=⨯
脱离体共有4个剪切面，每个剪切面的面积为。 每个剪切面上的剪力为：
33
112341001041024kN
44
S S S S F F F F F F -⨯-⨯====== 为使柱不会穿过混凝土板，应满足剪切强度条件[]F τA S
S
τ=
≤，得 []
40.2S
S F A t τ=⨯≥
[]36
24104
80mm 40.2 1.51040.2
S F t τ⨯⨯≥==⨯⨯⨯⨯⨯， 为使柱不会穿过混凝土板，板应有的最小厚度t 为80mm 。
7−4两块主板覆以两块盖板的钢板连接，用铆钉对接如图所示。主板厚度t 1=10mm ，盖板厚度t 2=6mm 。铆钉的许用切应力[]=115MPa ，板的许用挤压应力[bs ]=280MPa 。若接头拉力F =300kN ，采用直径d =17mm 的铆钉时，求每边所需铆钉的个数。
解：设对接口一侧有n 个铆钉，则每个铆钉受力如图7−8所示。
(1) 由剪切强度条件
][4
/2/2S S τπd n F A F τ≤==
得
习题7−4图
F F
t 2
t 2
