第七章-剪切和挤压课件.ppt

连接部分的强度计算 剪切 挤压 概 念 当杆件受到两个大小相等、方向相反的横向力F作用时，如果这两个力的作用线彼此很靠近，即两作用线的间距比杆的横向尺寸小的很多时，杆的主要变形为相邻横截面发生相对错动 ——这种变形称为剪切变形 概 念 随着横向力F的逐渐增加，杆件左、右两部分的相对错动也随着增加。直到最后截面m-m被剪断。这种破坏方式称为剪切破坏 截面m-m称为剪切面 实际工程中，许多联接如键、销、铆钉、螺栓等都主要受到剪切作用 剪切实用计算 以铆钉联接为例说明各种接件的剪切强度的计算方法 剪切实用计算 利用截面法，将铆钉沿受剪面假想的截开，则截面上必有内力FS，称之为剪力。并且 FS = F 实际剪切面应力分布比较复杂 实际计算中，假定切应力在受剪面上均匀分布。如果截面面积为A，则名义切应力为 剪切实用计算 设材料的许用切应力为[t ]，为保证铆钉安全工作，名义切应力t 应满足 剪切分析Key:受剪面的确定 剪切分析Key:受剪面的确定 例 题 挤压实用计算 1. 概念 挤压：两构件接触且有力传递时，就会产生挤压 挤压力：接触面传递的力 Fbs 挤压面：接触面上有力传递的那部分面积 挤压实用计算 当挤压力(F) 过大时，将导致挤压面附近产生显著的塑性变形，这种破坏方式称为挤压破坏 挤压实用计算 2. 名义挤压应力 挤压面实际应力分布非常复杂，计算假设名义应力沿名义挤压面积均匀分布 挤压实用计算 3.名义挤压面积 a.接触面为平面 ， Abs为接触面面积 b.接触面为柱面, Example-Rocker-arm Example-Rocker-arm Example-Rocker-arm Example Example- Rivet Group 若外力作用线通过铆钉组的截面形心，且同一组中各铆钉的直径相同，则每个铆钉的受力也都相等 Example- Rivet Group Example- Rivet Group 例 两块厚度相同的钢板用四个直径相同的铆钉连接，已知载荷F=80kN，板宽b=80mm，厚度d =10mm，铆钉直径为d=16mm，许用剪切应力[t ]=100MPa，许用挤压应力[sbs ]=300MPa，许用拉应力[s ]=160MPa，校核该接头的强度。 Example- Rivet Group Example- Rivet Group Example- Rivet Group Example- Rivet Group * 材料力学 Material Mechanics * 拉伸 拉伸 剪切 剪切 挤压 连接处破坏可能方式： ? 剪断(连接件与连接板) ? 挤压破坏(铆钉、连接件与连接板) ? 连接板拉断 a F F 铆钉在工作时，其两侧受到等值反向的挤压力F 的作用，他们相距很小 当力F 增大到一定值时，铆钉将沿受剪面被间断 FS FS FS d h 许用切应力[t ]可表示为 tb为材料的名义剪切强度极限，n为安全系数 FS d h 一个剪切面 单剪切 二个剪切面 双剪切 例 已知钢板厚t=10mm, 其剪切极限应力为tb=300MPa,若用冲床将钢板冲出直径d＝25mm的孔，问需要多大的冲剪力P ？ 解：剪切面就是钢板内被冲头冲出的圆饼体的柱形侧面，面积为： 冲孔需要的冲剪力为： 钢板与铆钉之间 FS 破坏本质 剪切破坏：在相反力之间的各相邻截面发生滑移。--内部剪力 挤压破坏：外力直接压迫部位及附近局部发生较 大变形而失效破坏。---外力 4. 强度条件 轴销处 力系合成 剪切强度条件 挤压强度条件 D h F d 已知： 校核强度 拉应力： 剪应力： 挤压应力： 铆钉组计算假设 F F F F F F F F F F F F 设组中有n个铆钉，则每个铆钉的受力为 F1 = F/n 在求得了每个柳钉的受力后，可按前面的理论进行计算和设计 F F F F d d d F F F F d d d 解 破坏有四种形式： 铆钉的剪切或挤压破坏； 钢板被拉断或剪断 1.铆钉的剪切强度校核 Fs=F/4 相应的剪切应力为 F F F F d d d 2. 铆钉的挤压强度校核 铆钉的有效挤压面积为A=dd，挤压力Fb=FS，挤压应力为 铆钉满足强度要求 F F d d 1 2 3 3. 板的拉伸强度校核 FN F 3F/4 F/4 ⊕ x 轴力图为 板的受力如图所示 1 F d 2 3 Fb Fb Fb Fb 危险截面可能为1-1，2-2，其中，截面1-1的轴力最大，截面2-2的面积最小。其上拉伸应