力学2-0选读.ppt

第二章 拉伸、压缩与剪切 §2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力 §2.3 直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力 §2.4 材料拉伸时的力学性能 §2.5 材料压缩时的力学性能 几种非金属材料的力学性能 2. 木材 3. 玻璃钢 §2.7 失效、安全系数和强度计算 §2.8 轴向拉伸或压缩时的变形 §2.9 轴向拉伸或压缩时的变形能 §2.10 拉伸、压缩静不定问题 §2.12 应力集中 §2.13 剪切和挤压的实用计算 本章小结 四、失效、安全系数和强度计算 七、剪切和挤压的实用计算 1. 剪切 根据剪切的特点确定剪切面 剪应力：τ＝Fs /A 因杆件外形突然变化，而引起局部应力急剧增大的现象，称为应力集中。 对由脆性材料制成的零件，应力集中的危害显得十分严重。 应力集中 1) 应力集中：因外形突然变化而引起局部应 力急剧增大的现象。 2) 理论应力集中系数：k =σmax /σ1 3) 敏感程度： 塑性材料—不敏感 脆性材料—敏感 灰铸铁—不敏感 动载荷—任何材料都敏感 剪切 相距很近的两个平行平面内，分别作用着大小相等、方向相对（相反）的两个力，当这两个力相互平行错动并保持间距不变地作用在结构上时，结构中在这两个平行面间的任一（平行）横截面将只有剪力作用，并产生剪切变形。 剪切图 一、剪切的实用计算 τ＝Fs /A A —剪切面面积； Fs —作用在剪切面上的剪力。 剪切强度条件: 求内力（剪切力）：截面法 F/2 F/2 F 求应力（剪应力）： ?实用计算方法：根据构件破坏的可能性，以直接试验 为基础，以较为近似的名义应力公式进行构件的强度计 算。 名义剪应力：假设剪应力在整个剪切面上均匀分布。 F d t 冲头 钢板 冲模 例 图示冲床的最大冲压力为400KN，被冲剪钢板的剪切极限 应力为 ,试求此冲床所能冲剪钢板的最大厚度 t。已知 d=34mm。 F F F 剪切面 解：剪切面是钢板内被 冲头冲出的圆柱体 的侧面： t 冲孔所需要的冲剪力： 故 即 特点：接触面相互压紧 挤压力：F 挤压面积：Abs (圆柱体Abs＝d t) 挤压应力：σbs=F/Abs 二、挤压的实用计算 挤压假定计算 假定挤压应力在有效挤压面上均匀分布 有效挤压面图示 F——挤压面上传递的合力； As——有效挤压面积。 有效挤压面 挤压面面积在垂直于总挤压力作用线平面上的投影。 ?注意： 在应用挤压强度条件进行强度计算时，要注意连接件与被连接件的材料是否相同，如不同，应对挤压强度较低的材料进行计算，相应的采用较低的许用挤压应力。 ?挤压强度条件： 名义许用挤压应 力，由试验测定。 A＝πd t A= πd2/4 Fs=m/D 实例 2FD=m F=m/(2D) 剪切面：A＝πd2/4 挤压面： Abs＝t×d 剪切面：A＝bl 挤压面： Abs＝ab b 例 电瓶车挂钩由插销连接，插销的[τ]=30MPa，d=20mm，t=8mm，F=15kN。试校核插销的剪切强度。 Fs=F/2 A=πd2/4 τ=Fs/A=23.9MPa 例 两矩形截面木杆，用两块钢板连接如图示。已知拉杆的截面宽度 b=25cm，沿顺纹方向承受拉力F=50KN， 木材的顺纹许用剪应力为 , 顺纹许用挤压应力为 。试求接头处所需的尺寸L和? 。 F F L L ? b 解：剪切面如图所示。剪切面面积为： 由剪切强度条件： 由挤压强度条件： F F/2 F/2 剪切面 一、轴向拉、压时横截面上的内力和应力 1.内力、轴力图 截面法求轴力 符号规则：拉 “＋”， 压 “－” 2. 横截面上的应力 二、直杆轴向拉、压时斜截面上的应力 低碳钢拉伸时的力学性能 弹性阶段：比例极限σp 弹性极限σe 屈服阶段：屈服极限σs 强化阶段：强度极限σb 卸载定律和冷作硬化 塑性指标：延伸率δ 、截面收缩率ψ 2）名义屈服应力：σ0.2 三、材料拉、压时的力学性能 强度条件： 可解决三类问题： 1) 强度校核：σ=FN /A [σ] 2) 结构设计：A FN /[σ] 3) 许可载荷： FN [σ]A 五、轴向拉伸或压缩时的变形 六、拉伸、压缩静不定问题 * 力的分析：列平衡方程，确定静不定数 * 变形分析：列