美国东北大学李胜风博士力学讲稿.pptVIP

第二章 剪切 §2－1 工程实际中的剪切问题 §2－2 剪切的实用计算 一、连接件的受力特点和变形特点： 1、连接件 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，起着传递载荷的作用。 特点：可传递一般 力，可拆卸。 P P 螺栓 §2－1 工程实际中的剪切问题 第二章 剪切 P P 铆钉 特点：可传递一般 力，不可拆卸。如桥梁桁架结点处连接。 m 轴 键 齿轮 特点：传递扭矩。 第二章 剪切 二、受力特点和变形特点： 以铆钉为例： ①受力特点： 构件受两组大小相等、方向相反、作用线相互很近的平行力系作用。 第二章 剪切 P P ②变形特点： 第二章 剪切 P P 如上变形形式称“剪切” 主要发生剪切变形的构件称“剪切构件” 两力间的横截面 发生相对错动。 §2－2 剪切的实用计算 P P *为什么选用实用计算？ 连接件横截面上或被连接构件在连接处的 应力分布复杂，很难作出精确的理论分析。 第二章 剪切 1、剪切面--A  剪力--FS：剪切面上的内力。 2、切应力--?： n n （合力） （合力） P P P n n FS 剪切面 1、剪切强度 第二章 剪切 实用计算假设：假设切应力在整个剪切面 上均匀分布。 P n n FS 剪切面 3、剪切强度条件： ：在与实际构件受力情况 相似的条件下进行试 验，同样按切应力均匀 分布假设计算的结果。 根据实验： 一般情况下，材料的许用切应力与许用拉应力之间存在如下关系： 脆性材料 塑性材料 2、挤压强度 1、挤压力―P ：接触面上的合力。 挤压：构件局部面积的承压现象。 第二章 剪切 P P P 2、有效挤压面积：接触面在垂直P方向上的投影面的面积 第二章 剪切 有效挤压面 实用计算假设：挤压应力在有效挤压面上均匀分布。 许用挤压应力 脆性材料 塑性材料 3、挤压强度条件： 工作挤压应力不得超过材料的许用挤压应力。 有效挤压面 3、剪切、挤压计算的应用 1、校核强度 2、设计尺寸 3、设计载荷 联接件中通常同时出现--挤压应力、切应力 被联接构件通常只出现--挤压应力 解:⑴ 键的受力分析如图 b h L 例2-1 齿轮与轴(d=70mm)由平键(b×h×L=20×12×100)连接,它传递的扭矩m=2kN·m,键的许用剪应力为[?]= 60MPa,许用挤压应力为[?bs]= 100MPa,试校核键的强度。 m d F m ⑵ 切应力和挤压应力的强度校核 ∴ 键满足强度要求 例2-2 齿轮与轴(d=50mm)由平键(b×h=16×10)连接,它传递的扭矩m=1.6kN·m,键的许用剪应力为[?]= 80MPa,许用挤压应力为[?bs]= 240MPa,试设计键的长度。 解:⑴ 键的受力分析如图 b h L m d ⑵ 切应力和挤压应力的强度条件 F m ∴ 键长至少为53.3mm 解:⑴ 受力分析如图 例2-3 图示铆接头所受载荷F=110kN,已知钢板厚度t =1cm,宽度b =8.5cm,许用应力[? ]=160MPa;铆钉直径d =1.6cm,许用切应力[?]=140MPa,许用挤压应力[?bs]=320MPa,试校核铆接头的强度。(设各铆钉受力相等) b F F t d F F t 1 1 2 2 3 3 ⑵ 切应力,挤压应力的强度校核 b F t d F F t 1 1 2 2 3 3 ⑶ 校核钢板的2-2和3-3截面 ∴ 接头安全 P P d 剪切： 挤压： 铆钉受到的切应力与挤压应力分别为？ P P P/2 P/4 作业：习题4，11