《工程力学》剪切与挤压的实用计算选编.ppt

剪切与挤压的实用计算;剪切的概念及实用计算 挤压的概念及实用计算;工程中常见的连接件;P;如桥梁桁架结点属于铆钉连接。;工程中常见的连接件;连接件：;? ;工件1先落下压住钢板，随后剪刀2落下，剪断钢板；;钢板的变形;实例2：两块钢板的铆钉连接;连接两块钢板的鉚钉，给钢板沿两个方向施加外力F。;铆钉的变形;二、连接件受力分析;F;分析螺栓的剪切面;U形连接件中螺栓的受力与变形;分析剪切面;分析B处螺栓的剪切面;分析螺钉连接的传动系统的剪切面;家用剪刀被剪物体的剪切面;分析键的剪切面;三、剪切变形的内力;从有限元计算结果看剪切面上应力的分布情况十分复杂，工程中采用近似计算。;A：剪切面面积，不一定是横截面面积，但与外截荷平行；;剪切强度条件：;F;F;例2 电瓶车挂钩由插销联接，如图。插销材料为20钢， ，直径 。挂钩及被联接的板件的厚度分别为 和 。牵引力 。试校核插销的剪切强度。;分析插销受力;例3、图示所示的销钉连接中，构件A通过安全销C将力偶矩传递到构件B。已知载荷P=2KN，加力臂长L=1.2米，构件B的直径D=65mm，销钉的极限剪应力τu =200MPa。求安全销所需的直径。 ;取构件B和安全销为研究对象 ;例4 凸缘联连轴器传递的力矩为M=200Nm，四只螺栓的直径均为d=10mm，对称地分布在D=80mm的圆周上，螺栓的许用剪应力 校核螺栓的强度。;（1）取联轴器的一个法兰盘和四只螺栓为研究对象进行受力分析，设每一个螺栓的受力为F，则四只螺栓的受力与外力偶M相平衡。 ;练习1、P＝100KN，螺栓的直径为D＝30毫米，许用剪应力为[τ]＝60MPａ，校核螺栓的强度。如果强度不够，设计螺栓的直径。;练习2、在厚ｔ＝10毫米的钢板上冲出如图所示的孔， 钢板的剪切极限应力为τ0＝300MPａ，求冲力P＝？;练习3、夹剪夹住直径为ｄ＝3毫米的铅丝，铅丝的剪切极限应力为：τ0＝100MPａ，求力P＝？;4 夹剪如图所示。销子C的直径d=5mm。当加力P=0.2kN，剪直径与销子直径相同的铜丝时，求铜丝与销子横截面的平均剪应力。已知a=30mm，b=150mm。;5 销钉式安全离合器如图所示，允许传递的外力偶矩m=30kN·cm，销钉材料的剪切强度极限τb=360MPa，轴的直径D=30mm，为保证m30KN·cm时销钉被剪断，求销钉的直径d。;6 一冶炼厂使用的高压泵安全阀如图所示。要求当活塞下高压液体的压强达p=3.4MPa时，使安全销沿1-1和2-2两截面剪断，从而使高压液体流出，以保证泵的安全。已知活塞直径D=5.2cm，安全销采用15号钢，其剪切极限τb=320MPa，试确定安全销的直径d。;7 图示为测定剪切强度极限的试验装置。若已知低碳钢试件的直径d=1cm，剪断试件时的外力P=50.2kN，问材料的剪切强度极限为多少？;8 结构受力如图所示，若已知木材的许用切应力[τ]=6.5MPa，试校核木接头剪切强度是否安全。;3-4 一托架如图所示。已知外力P=35kN，铆钉的直径d=20mm，铆钉都受单剪。求最危险的铆钉横截面上剪应力的数值及方向。;9 木构件和由两片层合板用胶粘接在一起，承受轴向 载荷作用，如图所示。已知A和B的空隙为8mm；板宽b=100mm；胶层的许用切应力[τ]=800KPa。确定层合板的长度L ;挤压概念及其实用计算;钢板的在接触面处的变形;铆钉与钢板在接触处相互压紧，在铆钉或铆钉孔处因相互压紧而产生塑性变形;;两个构件之间相互接触的局部接触面，用 Abs 表示;;铆钉的挤压应力分布;板孔的挤压应力分布;在工程中采用实用计算;铆钉的名义挤压应力;3、 挤压力 F是外力，不是内力。;键:;键连接的传动系统;分析轮、轴、平键结构中键的剪切面与挤压面;平键受力;两组力的作用线交错的面；;平键的切应力;(5) 挤压应力;例1 齿轮与轴由平键（b×h×L=20 ×12 ×100）连接，它传递的扭矩m=2KNm，轴的直径d=70mm，键的许用剪应力为[?]= 60M Pa ，许用挤压应力为[?jy]= 100M Pa，试校核键的强度。 ;m;综上，键满足强度要求。;键的受力分析;b;3 切应力和挤压应力的强度条件;F;F;1 在平板与螺栓之间加一垫片，可以提高 的强度。 A：螺栓拉伸； B：螺栓挤压； C：螺栓的剪切； D：平板的挤压； ;接头的强度计算;铆钉受力假设;(3) 各铆钉材料相同、直径相等，外力偶作用面垂直于铆钉轴线;例1 厚度为 的主钢