工程力学 第2版 教学课件 作者 邱家骏 第四章 拉伸和压缩.ppt

第九节　剪切和挤压的实用计算 图　4-55 第九节　剪切和挤压的实用计算 图　4-56 第九节　剪切和挤压的实用计算 图　4-57 第九节　剪切和挤压的实用计算 图　4-58 第九节　剪切和挤压的实用计算 图　4-59 第九节　剪切和挤压的实用计算 图　4-60 第九节　剪切和挤压的实用计算 图　4-61 第九节　剪切和挤压的实用计算 图　4-62 第九节　剪切和挤压的实用计算 图　4-63 第九节　剪切和挤压的实用计算 图　4-64 第九节　剪切和挤压的实用计算 图　4-65 第六节　拉(压)杆的强度条件及其应用 例４-７　冷镦机的曲柄滑块机构如图4-24所示。镦压工件时连杆接近水平位置，承受的镦压力F=1100kN。连杆是矩形截面，高度h与宽度b之比为h/b＝１.４。材料的许用应力［σ］＝５８ＭＰa，试确定截面尺寸h及b。解　冷镦机镦压工件时，连杆接近水平位置，可简化为轴向压缩杆，其横截面上的内力为例4-8　图4-25a所示支架，在节点B处受铅垂载荷F作用。已知杆1、２的横截面面积均为A=１００mm２， 图　4-25 第六节　拉(压)杆的强度条件及其应用 解　用截面法求杆1、2的内力，节点B受力如图4-26b所示。由力的平衡条件得解得ＦＮ１＝Ｆ(＋)　ＦＮ2＝Ｆ(-)例4-9　某张紧器工作时承受的最大张力F=30kN,套筒和拉杆材料相同，许用应力［σ］＝160MPa，试校核其强度(图4-26)。 图　4-26 解　1)内力分析。套筒、拉杆均受张力F的作用而受拉，轴力均为 第七节　应力集中的概念 图　4-27 2)应力分析。3)强度校核。 第八节　简单拉压静不定问题 一、静不定问题及其解法 图　4-28 第八节　简单拉压静不定问题 图　4-29 例4-10　两端固定的等直杆AB， 第八节　简单拉压静不定问题 在C处受轴向力F作用(如图4-29a)，试求杆内应力。解　为求杆内应力，需先求出杆件各段横截面上的内力，而这又有赖于求出A、B两端的约束力FAx、FBx(如图4-29b)。本题仅有一个独立有效的静力平衡方程∑F(x)=0，故为一次静不定问题，需补充一个方程。1)列静力平衡方程。2)列变形几何关系方程。3)列物理关系方程。4)建立补充方程。5)求杆内应力。 第八节　简单拉压静不定问题 例4-11　图4-30a所示刚性杆AB用三根竖杆悬吊成水平位置，设三杆长度、横截面面积弹性模量均相等。在F=35kN的力作用下：(１)求各杆的内力；(２)若［σ］=80MPa，试求杆件所需横截面面积A为多大？ 图　4-30 第八节　简单拉压静不定问题 解　(1)求各杆内力1)作刚性杆AB的受力图(图4-30b)。2)作与受力图相对应的变形图(图4-30c)。3)列物理关系方程。4)建立补充方程。5)求各杆内力。(2)设计横截面面积A 图　4-31 第八节　简单拉压静不定问题 　?二、装配应力 图　4-32 第八节　简单拉压静不定问题 1)静力平衡方程。2)变形几何关系方程。3)力与变形间的物理关系方程。　?三、温差应力 图　4-33 第九节　剪切和挤压的实用计算 一、剪切和挤压的概念　　工程上常用螺栓、铆钉、键、销钉等联接件联接构件。当结构工作时，此类联接件的受力特征是在两侧面上外力的合力大小相等、方向相反、作用线相近且垂直于杆轴线。在这样的外力作用下，联接件将沿某截面（剪切面）发生相对错动，这种变形称为剪切变形（图4?34）。若外力过大，联接件将沿剪切面被剪断，发生剪切破坏。 图　4-34 第九节　剪切和挤压的实用计算 图　4-35 二、剪切和挤压的实用计算 第九节　剪切和挤压的实用计算 1.剪切实用计算　　为了对联接件进行剪切强度计算，需先求出剪切面上的内力。现以图4?36a所示螺栓为例进行分析。用截面法假想地将螺栓沿剪切面截开，任取一部分为研究对象（图4?36b)，由平衡条件??Fx=0得 图　4-36 第九节　剪切和挤压的实用计算 2.挤压实用计算　　挤压面上的压力称为挤压力Fjy，挤压面上的压强称为挤压应力σjy。挤压应力在挤压面上的分布较复杂，和剪切一样，假设挤压面的挤压应力均匀分布，采用“实用计算法”，其强度条件为 图　4-37 第九节　剪切和挤压的实用计算 例4-12　齿轮用平键与传动轴联接(图4-38)，已知轴径d＝70mm，键的尺寸b×h×l＝２０mm×12mm×100mm， 图　4-38 第九节　剪切和挤压的实用计算 解　1)外力分析。由平衡条件得2)校核剪切强度。3)校核挤压强度。例4-13　图4-39所示的起重吊钩用销钉联接。已知吊钩的钢板厚度t=24mm，吊起的最大重力Ｗ＝１００kN，销钉材料的［］＝60MPa，［σjy］=180MPa。试设计销钉直径d。 图