第89章ppt课件.pptVIP

第三章 剪 切 和 扭 转 3.1 剪切的概念 3.2 剪切和挤压的实用计算 3.3 扭转的概念 3.4 外力偶矩 扭矩和扭矩面 3.5 薄壁圆筒的扭转 3.6 圆轴扭转时的应力及变形 3.7 圆轴扭转时的强度和刚度计算 3.8 圆柱形密圈螺旋弹簧 3.9 圆轴扭转时斜截面上的应力及扭转破坏分析 3.10 矩形截面杆扭转简介 3.1 剪切 3.2 剪切和挤压的实用计算 一、剪切的实用计算方法 许用剪应力　　，即 　　　 　　　　　　　（３-２） 这就是剪切强度条件。 若材料的极限剪应力 　， n为安全系数 则材料的许用剪应力　 ，即 实验结果表明，材料的剪切强度极限与拉压强度极限有近似比例关系： 例：销钉联接结构如图所示，已知载荷P=15kN，板厚t=8mm,销钉的直径d=20mm,销钉许用剪应力 　　试校核销钉的剪切强度。 二、挤压的实用计算 挤压力　：作用在接触面上的压力 挤压变形：在接触面处产生的变形 挤压面：挤压发生在联结件与被联结件的接触面 挤压应力 ：挤压面上的压强 　有效挤压面面积的计算分两种情况讨论： 　（１）当挤压面为平面时， 有效挤压面面积为实际接触面 面积，即 　（２）当挤压面为圆柱面 时，（如铆钉杆和铆钉孔）有 效挤压面面积是实际接触面的 直径投影面，即 　　这样，按公式算出的挤压应 力和实际产生的最大挤应力很相 近。 为了防止挤压破坏，应该使最大的挤压应力不超过材料的许用挤压应力　　，即 　　　（3-4） 这就是挤压强度条件。 许用挤压应力与许用拉应力　 之间有如下关系： 塑性材料： 　 脆性材料： 　如果两个接触构件的材料不同，应对连接中挤压强度较弱的构件进行计算。 三、连接件的强度计算 工程上常用的连接件受力后发生破坏有三种可能情况： 一是沿剪切面被剪断； 二是挤压面受挤压发生显著的塑性变形，使连接杆件松动； 三是连接板因钻孔后截面受到削弱，可能被拉断。 例2 铆钉联接结构如图a所示，已知载荷 ，铆钉直径　　　　，钢板的许用拉应力　　　　　，铆钉的许用剪应力　　　　，钢板及铆钉的许用挤压应力　　　 　。试校核结构的强度。 解：铆钉联接结构的可能破坏形式有三种：铆钉因剪切而破坏；铆钉或钢板因挤压而破坏；钢板因拉伸而破坏。 （1）校核铆钉的剪切强度。 每个铆钉受到的作用力为 四、冲剪力的计算 工程中都要求这些构件工作时的剪应力　达到材料的极限剪应力　，即 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （3-5） 3.3 扭转的概念 在杆件的两端作用一对大小相等、方向相反，且作用平面垂直于杆件轴线的力偶，致使杆件的任意两个横截面都发生绕杆件轴线的相对转动。杆件的这种变形形式称为扭转变形。 有截面法可知，杆件产生扭转变形时，横截面上内力分量只有位于面上的力偶矩，称其为扭矩。 3.4 外力偶矩 扭矩和扭矩面 一、外力偶矩的计算 设轴传递的功率为　　　 ，转速为n(r/min)，传递的力矩为Me，于是有 即 （3-6） 注意：式（3-6）中　 的单位为千瓦，n的单位为转/分。 当功率为　 马力（H.P，1马力=735.5W）时，外力偶矩的计算公式为 　　　　　　　 （3-7） 二、扭矩和扭矩图 从指定截面m-m处截开，取左半部分I 由平衡条件 得 扭矩Mn是I、II两部分 在m-m截面上相互作用的 分布内力系的合力偶矩。 取右半部分II可求出截面 m-m上的扭矩　　　　，但其方向 与按部分I求出的扭矩相反。 扭矩的正负号规定如下： 按右手螺旋法则将扭矩用矢量表示，当矢量方向与截面的外法线方向一致时，