《材料力学剪切》PPT课件.ppt

1 第三章第三章 剪切剪切 3-1 3-1 剪切的实用计算剪切的实用计算3-2 3-2 挤压的实用计算挤压的实用计算剪切习题课剪切习题课2切应力的产生切应力的产生3331 1 剪切的实用计算剪切的实用计算一、连接件的受力特点和变形特点：一、连接件的受力特点和变形特点：1 1、连接件、连接件 在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件连接件。例如：螺栓、铆钉、键等。连接件虽小，起着传递载荷的作用。特点：可传递一般力，可拆卸。PP螺栓4PP铆钉特点：可传递一般 力，不可拆卸。如桥梁桁架结点处于它连接。无间隙m轴键齿轮特点：传递扭矩。52 2、受力特点和变形特点：、受力特点和变形特点：nn（合力）（合力）PP以铆钉为例：受力特点受力特点：构件受到一对相距很近、等值反向的横向力作用。变形特点变形特点：受到一对反向力作用的相邻截面间发生相对错动。6nn（合力）（合力）PP剪切面剪切面：发生相互错动或有错动趋势的平面，如n n。剪切面上的内力剪切面上的内力：内力 剪力Fs，其作用线与剪切面平行。（用截面法来求）PnnFs剪切面单剪切单剪切：构件上有一个剪切面。双剪切双剪切：构件上有两个剪切面。7nn（合力）（合力）PP3、连接处破坏三种形式、连接处破坏三种形式：PnnFs剪切面钢板在受铆钉孔削弱的截面处，应力增大，易在连接处拉断。剪切破坏 沿铆钉的剪切面剪断，如 沿n n面剪断。挤压破坏 铆钉与钢板在相互接触面 上因挤压、溃压而使连接松动，发生破坏。拉伸破坏(被连接件)8二、剪切的实用计算二、剪切的实用计算实用计算方法：实用计算方法：受剪切件，一般为短粗件，其受力、变形复 杂，难以简化成简单的计算模型，切应力在截 面上分布规律很难确定，为简化计算，假设剪 应力在截面上均匀分布。许用切应力确定：通过许用切应力确定：通过剪切实验，使试件的受力尽可能类似于 实际零件受力情况，加载至剪断，得到破坏 时的极限应力。除以安全系数。塑性材料：t =（0.6 0.8）s 脆性材料：t =（0.8 1.0）s 91、剪切面-A：错动面。剪力-Fs：剪切面上的内力。2、名义切应力-：3、剪切强度条件（准则）：nn（合力）（合力）PPPnnFs剪切面工作应力不得超过材料的许用应力。用剪切强度条件也可解决三类强度问题(强度校核,截面设计,确定许可载荷).101、挤压力F：接触面上的压力合力。连接件除承剪外,接触面上还有相互压紧.挤压：构件局部面积的承压现象。当挤压力过大时,可能使构件产生显著的局部塑性变形,使连接松动,影响其牢固性.假设：挤压应力在有效挤压面上均匀分布。332 2 挤压的实用计算挤压的实用计算112、有效挤压面积（计算挤压面积）：接触面（实际挤压面）的 正投影面面积。3、挤压强度条件（准则）：工作挤压应力不得超过材料的许用挤压应力。有效挤压 面积12应用应用13PP例例1 1 木榫接头如图所示，a=b=12cm，h=35cm，c,P=40KN，试求接头的切应力和挤压应力。解：受力分析如图：切应力和挤压应力剪切面和剪力为 挤压面和挤压力为：PPPPbach14mdP解：键的受力分析如图例例2 2 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，键的许用切应力为=60M Pa，许用挤压应力为jy=100M Pa，试校核键的强度。mbhL15综上，键满足强度要求。切应力和挤压应力的强度校核mdPbhL16解：键的受力分析如图例例3 齿轮与轴由平键（b=16mm，h=10mm，）连接，它传递的扭矩m=1600Nm，轴的直径d=50mm，键的许用切应力为=80M Pa，许用挤压应力为 bs=240M Pa，试设计键的长度。mmdPbhL17mdPbhL切应力和挤压应力的强度条件综上18解：受力分析如图例例4 一铆接头如图所示，受力P=110kN，已知钢板厚度为 t=1cm，宽度 b=8.5cm，许用应力为=160M Pa；铆钉的直径d，许用切应力为=140M Pa，许用挤压应力为bs=320M Pa，试校核铆接头的强度。（假定每个铆钉受力相等。）bPPttdPPP11 2233P/419钢板的2-2和3-3面为危险面切应力和挤压应力的强度条件综上，接头安全。ttdPPP11 2233P/4201、剪切的实用计算nn（合力）（合力）PPPnnFs剪切面2、挤压的实用计算21挤压面积22