材料力学剪切.pptx

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1、 2.1 2.1实例实例铆钉连接销轴连接螺栓连接平键连接第1页/共39页剪切件的特点：剪切件的特点：受力的特点杆件两侧作用有两个大小相等，方向相反，作用线相受力的特点杆件两侧作用有两个大小相等，方向相反，作用线相距很近的外力。距很近的外力。变形的特点：变形的特点：两外力作用线间的截面发生错动。两外力作用线间的截面发生错动。第2页/共39页2.2 2.2 剪切的实用计算剪切的实用计算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，这种变形称为剪剪切切变变形形。mm 面称为受剪面。PPmm第3页/共39页 剪力剪力受

2、剪面上的剪力受剪面上的剪力简化假设：切应力在受剪面上均匀分布。名义切应力：切应力计算切应力计算 强度条件1、剪切强度PPmmPQmm切应力：单位面积上平行于截面的内力来衡量内力的聚集程度。第4页/共39页剪切假定计算一个剪切面 剪切面第5页/共39页剪切假定计算剪切面剪切面二个剪切面第6页/共39页例 1已知：插销材料为20钢，t=30MPa，直径d=20mm,t=8mm,1.5t=12 mm,P=15kN。求：校核插销的剪切强度.解：插销受力如图。具有两个剪切面：双剪问题。取两个剪切面之间的杆为研究对象，受力如图。第7页/共39页解：插销受力如图。具有两个剪切面：双剪问题。取两个剪切面之间的

3、杆为研究对象，受力如图。剪切面的面积结论：满足剪切强度要求。第8页/共39页 挤压破坏特点：挤压破坏特点：构件互相接触的表面上，因承受构件互相接触的表面上，因承受了较大的压力作用，使接触处的局部区域发生显了较大的压力作用，使接触处的局部区域发生显著的塑性变形或被压碎。这种著的塑性变形或被压碎。这种作用在接触面上的作用在接触面上的压力压力称为称为挤压力挤压力。在接触面处产生的变形在接触面处产生的变形称为称为挤挤压变形压变形。2 2、挤压强度、挤压强度第9页/共39页挤压力的作用面叫做挤压力的作用面叫做挤压面挤压面；由于挤压力而引起的应力叫做；由于挤压力而引起的应力叫做挤压挤压应力。应力。挤压应力

4、：挤压应力：有效挤压面面积的计算有效挤压面面积的计算对圆截面杆：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。挤压面上传递的力有效挤压面的面积。第10页/共39页对圆截面杆：对平键：l 挤压强度条件许用挤压应力通常大于许用应力，一般地第11页/共39页注意：注意：挤压应力是连接件与被连接件之间的相互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，作用，因此，当两者材料不相同时，应校核挤压应校核挤压许用应力较低的材料的挤压强度许用应力较低的材料的挤压强度。注意：挤压与压缩是不同的，前者产生于两物体表面，后者产生于同一物体。第12页/共39页例

5、 3已知：d=70mm,键的尺寸为bhl=2012100mm，力偶m=2 kN m,键的 t=60 MPa,bs=100 MPa。求：校核键的强度。解：1)校核键的剪切强度u 剪切面上的剪力取键的下半部分和轴，受力如图第13页/共39页1)校核键的剪切强度u 剪切面上的剪力取键的下半部分和轴，受力如图u 剪切面的面积u 切应力第14页/共39页u 切应力满足剪切强度要求。2)校核键的挤压强度u 挤压力取键的上半部分，受力如图第15页/共39页2)校核键的挤压强度u 挤压力取键的上半部分，受力如图u 有效挤压面u 挤压应力满足挤压强度要求。第16页/共39页例 4已知：t=30 MPa，直径 d

6、=20 mm,t=8mm,1.5t=12 mm,P=解：插销受力如图。中段较危险，应校核中段的强度。15kN。bs=100 MPa。求：校核挤压强度.u 有效挤压面第17页/共39页u 有效挤压面u 挤压应力满足挤压强度要求。第18页/共39页例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第19页/共39页解：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nnnnmmPppt1t1t2第20页/共39页

7、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18mm。nnmmPt1t1t2ppt1t1t2第21页/共39页例 图示为一冲床示意图。已知钢板厚度为t=10mm，剪切强度极限b=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解：第22页/共39页如图所示，计算该结构的剪切应力和挤压应力。答：该结构剪切面的剪切应力为；该结构挤压面的挤压应力为。答案：F/bl F/ab 第23页/共39页如图所示，用两个铆钉连接，拉力F=20KN，铆钉直径d=12mm。试求铆钉剪切面上的剪力和剪

8、切面上的切应力。答：铆钉剪切面上的剪力为 KN。铆钉剪切面上的切应力为 Mpa。10 88.5 第24页/共39页如图所示，联轴器用四个螺栓连接，螺栓对称地安排在直径D=480mm的圆周上。这个联轴节传递的力偶矩m=24 kNm。试求螺栓的直径d需要多大？材料的许用切应力=80Mpa。（提示：各螺栓所受剪力相等）答：d=mm。答案：20第25页/共39页一螺栓连接如图所示，已知P=200KN，螺栓直径d=40mm。试求螺栓剪切面上的剪力和剪切面上的切应力。答：螺栓剪切面上的剪力为 KN。螺栓剪切面上的切应力为 Mpa。答案：100KN 79.6MPa第26页/共39页 为充分利用材料，切应力和

9、挤压应力应满足第27页/共39页DdhP销钉的剪切面面积 AS销钉的挤压面面积 AbS思考题第28页/共39页hdDdhP剪切面第29页/共39页DdhP剪切面挤压面挤压面第30页/共39页补充题：冲床的最大冲压力P=400KN，冲头材料的许用压应力=440MPa，钢板的剪切强度极限b=360MPa。试求冲头能冲剪的最小孔径d和最大的钢板厚度 。d钢板冲模冲头P第31页/共39页Pd钢板冲模冲头P剪切面解：冲头为轴向压缩变形Pd=34mm第32页/共39页Pd钢板冲模冲头P剪切面P由钢板的剪切破坏条件第33页/共39页试求AC段杆横截面上的应力和AB杆的总伸长。AC段杆横截面上的应力为Mpa；

10、AB杆的总伸长l=mm。100 0.075 第34页/共39页如图所示的三角形托架，AB杆横截面面积为4cm2,BC杆横截面面积为6 cm2,作用力P=75kN,试求AB杆和BC杆横截面上的应力。答：AB杆横截面上的应力为Mpa；BC杆横截面上的应力为Mpa。187.5 176.8 第35页/共39页本章结束第36页/共39页2-1一螺丝连接如图所示，已知F=200kN，=20mm，螺丝的许用切应力=80MPa，试求螺丝的直径。第37页/共39页 2-7 图式连轴器，用四个螺栓连接，螺栓对称的安排在直径D=480mm的圆周上。这个联轴节传递力偶矩M=24k，试求螺栓直径d需要多大？材料的需用切应力=80MPa。第38页/共39页感谢您的观看。第39页/共39页