1第二章 拉伸压缩、剪切5.ppt

发生应力集中的截面上的最大应力 (Axial Tension Compression，shear) Review 装配应力和温度应力 拉压超静定问题的求解 开有圆孔的板条 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（stress concentrations) F F F 带有切口的板条 F F F §2.12 应力集中的概念 应力集中系数 F 同一截面上按净面积算出的平均应力 (2)、材料的影响： 应力集中对塑性材料的影响不大；但对脆性材料的影响严重，应特别注意。 (1)、形状尺寸的影响： 尺寸变化越急剧、角越尖、孔越小，应力集中的程度越严重。 一、实例和基本概念 1、连接件 (1) 螺栓连接 §2.13 剪切和挤压的实用计算 在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件。例如：螺栓、铆钉、键等。连接件虽小，却起着传递载荷的作用。 特点：可传递一般 力， 可拆卸。 P P 螺栓 (2) 铆钉连接 P P 铆钉 特点：可传递一般 力，不可拆卸。如桥梁桁架结点处用它连接。 无间隙 m 轴 键 齿轮 特点：传递扭矩。 m (3) 键块联接 (4) 销轴联接 F F A B t d t1 t1 n n （合力） （合力） F F 2、受力特点 以铆钉为例 构件受两组大小相等、方向相反、作用线相互很近的平行力（力系）作用。 3、变形特点 构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动。 4、连接处破坏三种形式: (1)剪切破坏 沿铆钉的剪切面剪断，如 沿n– n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 钢板在受铆钉孔削弱的截面处，应力增大，易在连接处拉断。 F n n FS 剪切面 (shearing plane) n n （合力） （合力） F F 实用计算方法： 根据构件的破坏可能性，采用能反映受力基本特征，并简化计算的假设，计算其名义应力，然后根据直接试验的结果，确定其相应的许用应力，以进行强度计算。 适用：构件体积不大，真实应力相当复杂情况，如连接件等。 实用计算假设： 假设剪应力在整个剪切面上均匀分布，等于剪切面上的平均应力。 二、剪切的实用计算 m m F 剪切面 FS 三、剪切的应力分析 1、内力计算 FS - 剪力 F F m m 2、切应力 式中， FS - 剪力 A-剪切面的面积 3、强度条件 [?] 为材料的许用切应力 m m F 剪切面 F F m m n - 安全系数 - 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(bearing)。 四、挤压的应力分析 F F F F 在接触面上的压力，称为挤压力(bearing force)， 并记为 F 。 挤压面 剪切面 假设：挤压应力在有效挤压面上均匀分布。 挤压面积 1、挤压力F :接触面上的合力。 F = FS 挤压现象的实际受力如图 所示。 当接触面为圆柱面时, 挤压面积 AbS为实际接触面在直径平面 上的投影面积。 d h 实际接 触面 直径投影面 挤压面的面积计算 当接触面为平面时, AbS 为实际接触面面积。 （1）螺栓压扁 （2）钢板在孔缘压成椭圆 2、挤压破坏的两种形式 F F 3、挤压应力 FbS -挤压力 AbS -挤压面的面积 [?bS]-许用挤压应力 4、挤压强度条件（准则）： 工作挤压应力不得超过材料的许用挤压应力。 五、强度条件的应用 1、校核强度 2、设计截面 3、求许可载荷 4、破坏条件 解：(1) 键的受力分析如图 例题 齿轮与轴由平键连接,已知轴的直径d=70mm， 键的尺寸为b×h×L=20 ×12 ×100mm，传递的扭转力偶矩Me=2kN.m，键的许用切应力为[?]= 60MPa ，许用挤压应力为[?bs]= 100MPa。试校核键的强度。 b h l Me d F Me h 综上，键满足强度要求。 (2)校核剪切强度 (3)校核挤压强度 Me d F b h l A 例题 一销钉连接如图所示，已知外力 F=18kN,被连接的构件A 和 B 的厚度分别为 t=8mm 和t1=5mm ,销钉直径 d=15mm ,销钉材料的许用切应力为 [?] = 60MPa ,许用挤压应力为[?bS]= 200MPa，试校核销钉的强度。 t1 F F A t t1 B