材料力学-拉压剪切讲解.ppt

§2.4 材料拉伸时的力学性能 6、卸载与再加载规律 §2.5 材料压缩时的力学性能 例2.8 * § 2.9 轴向拉压杆的应变能 § 2.10 拉压超静定问题 习题2.63 图示受拉力F作用下的螺栓，已知材料的剪切许用应力[τ]是拉伸许用应力[σ]的0.6倍。求螺栓直径d和螺栓头高度h的合理比值。 [习题2.12] 2)挤压强度： h/2 b l n n Fs Fbs (c) n n Fs M (b) o d h b M F (a) o 例2.16 如图所示为齿轮与轴的键联接，已知轴径d=70mm，键的尺寸b×h×l =20×12×100 mm，所传递的扭矩M=2 kN·m，键的[τ]=60 MPa，[σbs]=100 MPa。试校核该键的强度。 习题2.58 习题2.63 h d 例2.11：图示结构由刚性杆AB及两根弹性杆1、2组成，在B端受力F作用，两杆横截面及材料相同，试求杆1、2的内力。 1 2 l a A B F a a α 解：1）列平衡方程： FN1 FN2 FN2 （h） α 2）变形协调方程： 解（h）和（j）得 1）平衡方程 2）变形协调方程 一、温度应力 l A l A B §2.11 温度应力和装配应力 温度应力：由温度变化引起构件变形而产生的应力。 温度应力只发生在超静定 结构中。 温度变化引起的杆件变形为　 l A 1）平衡方程 2）变形协调方程 l A l A B l A 可见增大横截面面积A不能减小温度应力。 可见增大横截面面积A不能减小温度应力。 降低温度应力的措施：伸缩缝，膨胀节。 例 已知两杆面积、长度、弹性模量相同，A、L、E，求：当1杆　温度升高　 时，两杆的内力及约束反力。杆温度膨胀系数 B C 1 2 B C 1 2 1、平衡方程: 2、几何方程： 解： 解除1杆约束，使其自由膨胀； AB横梁最终位置在A’B ’ 3、物理方程： 二、装配应力 在加工构件时，由于尺寸上的一些微小误差，超静定结构会在构件内产生应力，这种应力称为装配应力。 2 1 EA EA a l A B l l δ 例2.13 吊桥链条的一节由三根长为l的钢杆组成。若三杆的横截面面积相等、材料相同，中间钢杆由于加工误差短了δ=l/2000,试求各杆的装配应力。 δ 解： 1 2 1 Δl2 Δl1 FN2 FN1 FN1 1)列平衡方程： 2）变形协调方程： 习题2.42 习题2.46 1 3 2 Δl1 Δl2 Δl3 F 1 3 2 F Δl1 Δl2 Δl3 1 3 2 Δl3 Δl2 Δl1 习题2.42 F F §2.12 应力集中的概念 应力集中——由于截面急剧变化所引起的应力局部增大现象。 F 应力集中——由于截面急剧变化所引起的应力局部增大现象。 应力集中因数： 为局部最大局部应力。 为同一截面的平均应力。 应力集中因数 K （1） 越小， 越大； 越大，则 越小。 （2）在构件上开孔、开槽时采用圆形、椭圆或带圆角的，避免或禁开方形及带尖角的孔槽，在截面改变处尽量采用光滑连接等。 ?注意： （3）可以利用应力集中达到构件较易断裂的目的。 （4）不同材料与受力情况对于应力集中的敏感程度不同。 F F F （a）静载荷作用下： 塑性材料所制成的构件对应力集中的敏感程度较小； 即当 达到 时，该处首先产生破坏。 （b）动载荷作用下： 无论是塑性材料制成的构件还是脆性材料所制成的构件都必须要考虑应力集中的影响。 F 脆性材料所制成的构件必须要考虑应力集中的影响。 螺栓连接 铆钉连接 销轴连接 §2.13 剪切和挤压的实用计算 (连接件的强度计算) 平键连接 打滑 键联接结构 转动 F F *受力特征： 杆件受到两个大小相等，方向相反、作用线垂直于杆的轴线、相互平行且相距很近的力的作用。 *变形特征： 杆件沿两力之间的截面发生错动，直至破坏。 剪切面 剪切面：发生错动的面。 双剪切面 剪切面 F F 连接件的破坏形式一般有两种： 1、剪切破坏 构件两部分沿剪切面发生滑移、错动 2、挤压破坏 在接触区的局部范围内，产生显著塑性变形 挤压破坏实例 m m F 剪切面 FS 一、剪切与剪切强度条件 1.内力计算 FS - 剪力 F F m m 2.切应力 AS-剪切面的面积 3.剪切强度条件 [?] 为材料的许用切应力 -剪切极限应力 螺栓与钢板相互接触的侧面上,发生的彼此间的局部承压现象,称为挤压 . 二、挤压与挤压强度条件 F F F F 在接触面上的压力,称为挤压力 ,并记为FbS 挤压面 剪切与挤压往往是同时发生的： Fb