工程力学课件5.ppt

* 受力 —一对等值、反向、作用线间距很小的平行力。 内力—剪力FS 沿剪切面切开，由平衡方程求FS 。 剪切面 —发生剪切破坏的面。可以是平面或曲面。 变形 —截面发生错动，直至剪切破坏。 F M F F F F 2F M a 变形 受力 剪力 F F1 FS=F F F FS=F FS=F FS=F 2F FS=F FS=M/r M r F FS 1　剪切的概念与强度计算 第15章 联接件的剪切与挤压的工程实用计算 单剪：FS=F F F F F F FS 一个剪切面 F F F FS FS 双剪：FS=F/2 二个剪切面 1　剪切的概念与强度计算 第15章 联接件的剪切与挤压的工程实用计算 假定剪力FS均匀分布在剪切面上， 即剪应力? 等于剪力FS除以剪切面面积。 剪切强度条件则可写为： ?=FS/A?[?]=?b/n? ?b是材料剪切强度，由实验确定；n?是剪切安全系数。 对剪板、冲孔等需要剪断的情况，应满足 剪断条件： ?=FS/A?b F FQ t=FS/A 以平均剪应力作为剪切面上的名义剪应力，则有： ?=FS/A 例： 测得剪断时的载荷Fb 则剪切极限强度： ?b=FS/A=Fb/2A0 A0是试件初始横截面积。 F 压头 衬套 支座 试件 压式剪切器 解：1)依据功率、转速与传递的扭矩M之关系，有: M=9549×20/200=955N.m 例1 平键连接轮与轴。 d=60mm, 转速n=200转/分，传递功率20千瓦。 平键尺寸b=20mm, L=40mm, [?]=80MPa。校核平键的剪切强度。 3)平键剪切面面积为: A=bL=20×40=800 mm2. 剪应力为: ?=FS/A=31.8×103/800=39.6MPa[?]=80MPa 故平键剪切强度足够。 b h/2 d L M 2)轴受力如图，由平衡方程 ?mO(F)=M-FSd/2=0 得: FS=2M/d=2×0.955/0.06=31.8kN M FS o 例2 冲头材料 [?]=440MPa, 钢板 ?b=360MPa, F=400kN。试估计所能冲出的最小孔径d及此 时所能冲剪的最大钢板厚度t。 解：冲头受压，落料受剪。 故能冲最小孔径d= 34mm, 最大板厚t=10mm。 由强度条件有： ?=4F/?d2?[?] 解得： d?34mm 1) 考虑冲头强度 由落料受力可知，剪力 FS=F， 剪切面为圆柱面，面积为 ?dt。 有剪断条件： ?=FS/A=F/t?d?b ? t10.4mm 2) 考虑板的剪切。 F=400kN t d FS 落料 FN F 冲头 FN=F 受力—接触面间的压力。如钉和孔壁间、键和键槽壁间； 作用力—挤压力Fbs 由平衡方程求得，不是内力。 挤压破坏—接触处局部塑性变形(延性材料)或压碎。 挤压面—挤压力作用的接触面。可以是平面或曲面， 2F F F F F M M F Fbs 孔 挤扁 或钉 F Fbs 键或槽变形 M Fbs Fbs Fbs 挤压面 钉上挤压力 Fbs Fbs 键上挤压力 挤压面 挤压面 2.　挤压的概念与强度计算 第15章 联接件的剪切与挤压的工程实用计算 二个剪切面 计算挤压面 挤压面为曲面时的计算挤压面 Fbs Fbs F F 三个挤压面 F F 二个挤压面 实际挤压面 Fbs Fbs Fbs 挤压力分布在挤压面上，如图 工程中,假定Fbs均匀分布在 计算挤压面积Abs 上。 ?bs与图b中最大实际挤压应力 ?max十分相近。 Abs是挤压面在垂直于挤压力之平面上的投影面积。 如钉与板连接，Abs等于td。名义挤压应力如图c。 定义名义挤压应力?bs 为： ?bs=Fbs/Abs d t Fbs 挤压面 计算挤压面积 s s j max =dt (b) (c) (a) smax (b) sbs (c) [?bs]=(1.5-2.5)[?]（延性材料） [?bs]=(0.9-1.5)[?]（脆性材料） 挤压强度条件 为： ?bs=Fbs/Abs?[?bs] 强度条件： ?=FS/(?d2/4)?[?]