工程力学课件GCLX15剪切挤压.PPT

第15章 剪切与挤压的工程实用计算 §15-1 剪切与挤压的概念 §15-2 剪切与挤压强度的工程实用计算 剪切的受力特点和变形特点 n n （合力） FP FP 铆钉 ① 受力特点： 构件受两组大小相等、方向相反、作用线相互很近的平行力系作用。 ② 变形特点： 构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动。 ③ 剪切面： 构件将发生相互错动的平面 。 ④ 剪切面上的内力： 内力 — 剪力FS ，其作用线与剪切面平行。 FP n n FS 剪切面 挤压的基本概念 挤压--外力作用下，连接件与被连接件之间，在接触面上互相压紧，这种构件局部面积的承压现象为挤压。 挤压面—连接件与被连接件之间的接触面。 挤压力—作用在接触面上的压力合力，记作FPc 。 挤压面 ①剪切破坏 --沿铆钉的剪切面剪断，如 沿m– m面剪断 。 ②挤压破坏 --铆钉与钢板在相互接触 面上因挤压而使溃压连接松动， 发生破坏。 ③拉伸破坏 --被连接件沿2-2被拉断。 连接处破坏的三种模式 --被连接件在连接处3-3被剪断。 板边距a足够大可避免。 第15章 剪切与挤压的工程实用计算 §15-1 剪切与挤压的概念 §15-2 剪切与挤压强度的工程实用计算 剪切与挤压的实用计算 计算假设：切应力在整个剪切面上均匀分布?名义切应力。 15.2 剪切与挤压的工程实用计算 计算方法：构件的破坏可能性 计算假设 名义应力 试验许用应力 强度计算 适用：构件体积不大，真实应力相当复杂，如连接件等。 剪切面--A ： 错动面。 名义切应力--? 剪力--FS --均布 --与Fs同向 剪切强度条件 ?单剪切—构件上只有一个剪切面 n n （合力） FP FP FP n n FS 单剪切 ?双剪切—构件上同时存在两个剪切面 挤压的实用计算 计算假设：挤压应力在有效挤压面上均匀分布?名义挤压应力。 挤压面Abs --有效挤压面面积。 名义挤压应力--?bs 挤压力FPc--接触面上的总挤压力 --均布 --垂直于接触面 有效挤压面积 挤压强度条件 许用挤压应力—[?bs] 许用拉应力—[?] 当连接件与被连接件两者材料不同时，应对其中[?bs]较低的构件进行挤压强度计算。 剪切与挤压强度计算 1. 校核强度： 2. 设计截面 ： 3. 设计外载荷： 连接件剪切与挤压强度算例 例15.1 齿轮与轴由平键（b×h×l 16×10×45mm3）连接，它传递的扭矩m 720N·m，轴的直径d 50mm，键的许用切应力为[?] 110MPa ，许用挤压应力为[?bs] 250MPa，试校核键的强度。 解：?键的受力分析如图 m 剪切强度校核 ? 满足剪切强度条件。 ?该键满足挤压强度要求。 ?挤压强度校核 ? 综上，键安全。 ①剪切破坏 --铆钉沿横截面1-1剪断 ②挤压破坏 --相互接触面上弱者破坏 ③拉伸破坏 --被连接件沿2-2被拉断。 板边距a足够大可避免被连接件3-3处被剪断。 铆接接头的破坏模式 例15-2 解：?受力分析如图 例15.3 一铆接头如图所示，受力FP 100kN，已知钢板厚度为 t 10mm，宽度 b 100cm ，许用应力为[? ] 170M Pa ；铆钉的直径d 16mm，许用切应力为[?] 140M Pa ，许用挤压应力为[?bs] 200M Pa，校核铆接头的强度。假定各铆钉受力相等。） b FP FP t t d FP FP FP 1 1 2 2 3 3 FP/4 ?拉伸强度： ?切应力和挤压应力的强度条件 ?综上，接头安全。 钢板的2--2和3--3面为危险面 FP 1 1 2 2 3 3 FP/4 例15.4 托架受力如图，试求 （1）AB杆拉伸许用应力[?] 180MPa，设计杆直径dAB。 （3）已知C处支承板材料的许用挤压应力[?bs] 300MPa，按挤压强度条件确定板厚?。 （2）C处销钉剪切强度极限?b 350MPa，安全系数nb 3.3，按剪切强度条件设计销钉直径dc。 解：受力如图。由平衡方程 ① 设计AB杆直径dAB ② 设计销钉直径dc ?取dc＝22mm。 ③ 支承板厚度? ?取?＝6mm。 THE END