材料力学第二章-剪切与连接件的实用计算.ppt

剪切与挤压剪切与挤压问题：问题：1、构件剪切和挤压受力有什么特点？2、剪切和挤压问题如何计算强度？工程力工程力工程力工程力学学学学工程上的剪切件工程上的剪切件工程力工程力工程力工程力学学学学例例PP 铆钉、螺栓等称为连接件。连接件的变形往往很复杂，要对其进行精确分析比较困难。工程力工程力工程力工程力学学学学分析图示连接的可能破坏方式：分析图示连接的可能破坏方式：沿铆钉m-m面剪断。铆钉和铆钉孔互相接触并挤压，发生很大塑性变形，铆钉被挤扁或孔被挤皱，连接松动而失去承载能力。被连接件由于打孔而截面受到削弱，发生拉伸破坏。PPmmPP工程力工程力工程力工程力学学学学铆钉在两侧面上分别受到大小相等、方向相反，作用线相距很近的两组分布外力系的作用。第一种可能的破坏是沿 mm面发生相对错动而剪断，这种变形称为剪剪剪剪切切切切变变变变形形形形。mm面称为受剪面。PPmm工程力工程力工程力工程力学学学学材料的许用剪应力材料的许用剪应力1.与构件的实际受力情况相似的条件下进行实验与构件的实际受力情况相似的条件下进行实验2.同样按剪应力均匀分布的假设进行计算同样按剪应力均匀分布的假设进行计算一般情况下一般情况下:对塑性材料对塑性材料对脆性材料对脆性材料2-3 剪切强度条件剪切强度条件工程力工程力工程力工程力学学学学回到例题回到例题回到例题回到例题 强度分析强度分析强度分析强度分析截面法 平均剪应力称为名义剪应力A：受剪面面积 名义极限剪应力 强度条件为PPmmPQmm工程力工程力工程力工程力学学学学例例例例2121 两块矩形截面木杆用两块钢板连接如图所示，P=60kN，木材顺纹剪切许用应力为=1MPa，木板截面宽度，试求接头的长度L。PhbPLL工程力工程力工程力工程力学学学学解解解解：拿掉钢板，取左段木杆为分析对象，因为对称，钢板对木杆的作用为 S1=S2=S，由平衡方程易得S=P/211面为受剪面(受剪面总是平行于引起剪切的外力)Ps1s2s111取 工程力工程力工程力工程力学学学学例例例例2222 右图为一冲床示意图。已知钢板厚度为t=10mm，极限名义剪应力=300MPa，要冲出直径为d=25mm的孔，试求冲剪力P的大小。t受剪面PPd工程力工程力工程力工程力学学学学解：工程力工程力工程力工程力学学学学2-4 挤压问题挤压问题第二种破坏方式为铆钉与钢板间的局部接触，互相挤压，导致破坏。接触面上的压力称为挤压力。记为Pbs 名义挤压应力PbsPbs工程力工程力工程力工程力学学学学强度条件：Pbs：挤压力Abs：计算挤压面面积接触面为平面，则计算挤压面为接触面。接触面为半圆柱面，则计算挤压面为直径投影面。挤压应力是连接件与被连接件之间的相互作用，因此，当两者材料不相同时，应校核挤压许用应力较低的材料的挤压强度。直径投影面工程力工程力工程力工程力学学学学例例例例2323 一销钉连接如图所示。已知外力P=15kN，被连接件的厚度分别为t1=6mm和t2=10mm，材料的许用剪应力=30MPa，许用挤压应力bs=100MPa，试设计销钉直径。ppt1t1t2工程力工程力工程力工程力学学学学解：作销钉受力图如图示 按剪切强度条件设计 销钉有两个受剪面n n和m m(对称)，任取一面进行计算nnmmPnn工程力工程力工程力工程力学学学学 按挤压强度条件进行设计销钉有三个挤压面，上、下两段长度相同，与中段相比，显然，中段为危险截面。综合考虑剪切和挤压强度，可取销钉直径为18mmnnmmPt1t1t2工程力工程力工程力工程力学学学学钉子分布对称于轴线，则每个钉子平均分担外荷载PPPPP钉群钉群钉群钉群盖板铆钉被连接件