剪切和挤压课件.ppt
关于剪切和挤压现在学习的是第1页，共30页工程实例工程实例平键连接平键连接榫连接榫连接焊接连接焊接连接现在学习的是第2页，共30页 2-13 剪切和挤压的实用计算剪切和挤压的实用计算在构件连接处起连接作用的部分，如铆钉，在构件连接处起连接作用的部分，如铆钉，螺栓螺栓，键，焊缝等，键，焊缝等，统称为统称为连接件连接件。F*受力特征：受力特征：杆件受到两个大小相等，方杆件受到两个大小相等，方向相反、作用线垂直于杆的向相反、作用线垂直于杆的轴线并且相互平行且相距很轴线并且相互平行且相距很近的力的作用。近的力的作用。*变形特征：变形特征：杆件沿两力之间的截面发生错动，直至破坏（小矩形杆件沿两力之间的截面发生错动，直至破坏（小矩形 ）。）。剪切面剪切面剪切面：剪切面：发生错动的面。发生错动的面。现在学习的是第3页，共30页一、剪切的实用计算一、剪切的实用计算F FF F得切应力计算公式：得切应力计算公式：AFs切应力强度条件：切应力强度条件：AFs常由实验方法确定常由实验方法确定 假设切应力在剪切面（假设切应力在剪切面（m-mm-m截面）截面）上是均匀分布的上是均匀分布的FFmmFSFmmSFmmF 7.05.0塑性材料：塑性材料：脆性材料：脆性材料：0.18.0现在学习的是第4页，共30页确定剪切面的方法：1、铆钉的剪切面确定铆钉一个一个剪切面铆钉两个两个剪切面现在学习的是第5页，共30页2、键连接的剪切面确定现在学习的是第6页，共30页3、冲压的剪切面确定现在学习的是第7页，共30页4、焊缝的剪切面确定现在学习的是第8页，共30页bsFbsF二、挤压的实用计算二、挤压的实用计算bsbsbsAF假设应力在挤压面上是均匀分布，假设应力在挤压面上是均匀分布，得实用挤压应力公式得实用挤压应力公式bsbsbsbsAF挤压强度条件：挤压强度条件：bs常由实验方法确定常由实验方法确定dAbs*注意挤压面面积的计算注意挤压面面积的计算F FF F挤压挤压 在外力作用下，连接件和被连接的构件之间，在接触面上在外力作用下，连接件和被连接的构件之间，在接触面上相互压紧的现象。相互压紧的现象。脆性材料：脆性材料：塑性材料：塑性材料：5.25.1bs 5.19.0bs现在学习的是第9页，共30页F1.5 d F例题214 电瓶车挂钩由插销连接。插销材料为20钢，30MPa，bs100MPa，直径d20mm。挂钩及被连接的板件的厚度分别为8mm和1.512mm。牵引力F15kN。试校核插销的剪切强度和挤压强度。现在学习的是第10页，共30页F/2F/2FFSFFS MPaAFs9.23bsbsbsMPaAF5.622FFsFFbs解：确定剪切面上的剪力和挤压面上的挤压力校核剪切和挤压强度现在学习的是第11页，共30页dt冲头冲头钢板钢板冲模冲模例题例题2 21515已知钢板厚度已知钢板厚度 10mm10mm，其剪切极限应力为，其剪切极限应力为 u u300MPa300MPa。若用冲。若用冲床将钢板冲出直径床将钢板冲出直径d d20mm20mm的孔，问需要多大的冲剪力的孔，问需要多大的冲剪力F F？剪切面剪切面t解：剪切面面积为26m10785dAkNAFu236冲孔所需的冲剪力为现在学习的是第12页，共30页例题例题2 216 16 齿轮与轴由平键（bhL=20 12 100）连接，它传递的扭矩m=2KNm，轴的直径d=70mm，键的许用剪应力为=60M Pa，许用挤压应力为jy=100M Pa，试校核键的强度。2hmmdP解：键的受力分析如图kN5707.0222dmPbhL现在学习的是第13页，共30页综上，键满足强度要求。MPa6.281002010573bLPAFss剪应力和挤压应力的强度校核PFFbssbsbsbsbshLPAFMPa3.956100105723mdPQAbhL现在学习的是第14页，共30页习题习题 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。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。铆钉直径铆钉直径d=16mm，钢板的尺寸为，钢板的尺寸为b=100mm，t=10mm，P=90KN，铆钉的，铆钉的许用应力是许用应力是=120MPa，jy=120MPa，钢板的许用拉应力钢板的许用拉应力=160MPa。试校核铆钉接头的强度。试校核铆钉接头的强度。PPttPPb现在学习的是第15页，共30页单剪切面现在学习的是第16页，共30页4P4P(1)铆钉的剪切强度，铆钉的剪切强度，每个铆钉受力为每个铆钉受力为 P/4/4受剪面受剪面每个铆钉受剪面上的剪力为每个铆钉受剪面上的剪力为 KNPFs5.22411242MPaFAFdssPPb4P4P受剪面受剪面挤压面挤压面(2)铆钉的挤压强度，铆钉的挤压强度，每个每个铆钉受挤压力为铆钉受挤压力为141bsbsbsbsMPaAF挤压面面积为挤压面面积为tdAbs4PFbs现在学习的是第17页，共30页P4P4P4P4P+p43P4P(3)钢板的拉伸强度钢板的拉伸强度11107)(11MPatdbP223.99)2(4322MPatdbP整个接头是安全的整个接头是安全的现在学习的是第18页，共30页双剪切面现在学习的是第19页，共30页习题习题 厚度为厚度为 的主的主钢板用两块钢板用两块厚度为厚度为 的同样的同样材料的盖材料的盖板板对接对接如图示。已知铆钉直径为如图示。已知铆钉直径为d=2cm，钢板的许用拉应，钢板的许用拉应力力 ，钢板和铆钉许用剪应力和许用挤压应力相同，分，钢板和铆钉许用剪应力和许用挤压应力相同，分别为别为 ，。若。若F=250KN，试求，试求（1）每边所需的铆钉个数）每边所需的铆钉个数n；（2）若铆钉按图）若铆钉按图(b)排列，所需板宽排列，所需板宽b为多少？为多少？MPaj100MPajy280mmt121cmt62MPa160FF现在学习的是第20页，共30页FF图图(b)FF现在学习的是第21页，共30页解：解：可采用可采用假设的计算方法假设的计算方法：假定每个铆钉所受的力都是一样的。假定每个铆钉所受的力都是一样的。可能造成的破坏：可能造成的破坏：（1）因铆钉被剪断而使铆接被破坏；）因铆钉被剪断而使铆接被破坏；（2）铆钉和板在钉孔之间相互挤压过大，而使铆接被）铆钉和板在钉孔之间相互挤压过大，而使铆接被 破坏；破坏；（3）因板有钉孔，在截面被削弱处被拉断。）因板有钉孔，在截面被削弱处被拉断。现在学习的是第22页，共30页（1）铆钉剪切计算）铆钉剪切计算F/nF/2nF/2nF/2nsF412/2sjdnFAF22jdFn98.3（2）铆钉的挤压计算）铆钉的挤压计算/1bjyjyjydtnFAF1jydtFn72.3现在学习的是第23页，共30页因此取因此取 n=4.（3）主板拉断的校核。）主板拉断的校核。FF/nF/nF/nF/nFF/2II危险截面为危险截面为I-I截面。截面。主板的强度条件为（忽略主板的强度条件为（忽略应力集中的影响）：应力集中的影响）：)2(1maxtdbFdtFb21cmm1717.0t现在学习的是第24页，共30页习题习题 主板厚t20mm，采用d20mm的铆钉。板材许用应力=120MPa，许用挤压应力bs280MPa，铆钉许用剪切应力100MPa。若板承受轴向拉力P100kN，求每侧所需铆钉的个数。t1t1PPt MPaMPatdbPnndtPndnPbs120100)(893.0,59.1,422现在学习的是第25页，共30页习题习题 拉杆头部尺寸如图所示，已知=100MPa，许用挤压应力jy=200MPa。校核拉杆头部的强度。Pdh401020106373.MPabsPDd440 104402042422322()().MPa解解:NoImageF=40KN现在学习的是第26页，共30页习题习题 两矩形截面木杆，用两块钢板连接如图示。已知拉杆的两矩形截面木杆，用两块钢板连接如图示。已知拉杆的截面宽度截面宽度 b=25cm，沿顺纹方向承受拉力，沿顺纹方向承受拉力F=50KN，木材的顺纹许，木材的顺纹许用剪应力为用剪应力为 ,顺纹许用挤压应力为顺纹许用挤压应力为 。试求。试求接头处所需的尺寸接头处所需的尺寸L和和 。MPaj1MPajy10FFLL b现在学习的是第27页，共30页FF/2F/2解解：剪切面如图所示。剪：剪切面如图所示。剪 切面面积为：切面面积为：剪切面剪切面LbA由剪切强度条件：由剪切强度条件：2/sLbFAF2jbFLmm100由挤压强度条件：由挤压强度条件：2/bjyjyjybFAF2jybFmm10剪切实用计算现在学习的是第28页，共30页M045NL AtlQA22焊缝计算 焊缝计算焊缝计算现在学习的是第29页，共30页现在学习的是第30页，共30页
