应力集中 剪切与挤压 5幻灯片.ppt

* * * * * * * * * 相互压紧的局部接触面； (4)、挤压面： F M 例 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[?bs]= 100M Pa，试校核键的强度。 m b h L m d P 解：键的受力分析： （b×h×L=20 ×12 ×100） d=70mm， m=2KNm [?]= 60M Pa ， [?bs]= 100M Pa 剪切面与挤压面的判定： b h L 综上，键满足强度要求。 切应力和挤压应力的强度校核 （b×h×L=20 ×12 ×100） d=70mm， m=2KNm [?]= 60M Pa ， [?bs]= 100M Pa 接头的强度计算 在铆钉钢板的接头中，有几种可能的破坏？ P P 可能造成的破坏： （1）因铆钉被剪断而使铆接被破坏； （2）铆钉和板在钉孔之间相互挤压过大，而使铆接被 破坏； （3）因板有钉孔，在截面被削弱处被拉断。 铆钉组受力假设： (2)若各铆钉的材料相同、直径不等，而外力作用线通过钉群截面 形心， F F/n F/n F/n F/n F F1 F2 则每一铆钉的受力相等。 (1) 若各铆钉的材料相同、直径相等，且外力作用线通过钉群截面形心， 则每一铆钉的受力与该铆钉的横截面面积成正比。 (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 各铆钉受力方向与该铆钉至钉群截面形心的连线相垂直。 T FQ 解：?受力分析如图 例 一铆接头如图所示，受力P=110kN，已知钢板厚度为 t=1cm，宽度 b=8.5cm ，许用应力为[? ]= 160M Pa ；铆钉的直径d=1.6cm，许用切应力为[?]= 140M Pa ，许用挤压应力为[?bs]= 320M Pa，试校核铆接头的强度。（假定每个铆钉受力相等。） b P P t t d P P P 1 1 2 2 3 3 P/4 ?钢板的2--2和3--3面为危险面 ?切应力和挤压应力的强度条件 综上，接头安全。 t t d P P P 1 1 2 2 3 3 P/4 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * §2-11 应力集中的概念 §2-12 剪切和挤压的实用计算 第2章 拉伸、压缩与剪切 一 、应力集中 1、等截面直杆受轴向拉压时，横截面上应力 ； 2、由于工程需要,有些构件必须有切口、切槽、油孔、螺纹、轴肩等， §2-12 应力集中的概念 均匀分布 ； 使得这些部位的截面尺寸突变。 那么在尺寸突变处应力如何分布呢？ P P P P 为了确定在尺寸突变处的应力分布规律， 采用有限元计算了带有圆孔的平板的应力。 带有圆孔的平板 这种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。 在圆孔附近的局部区域内，应力的数值剧烈增加， 而在离开这一区域稍远的地方，应力迅速降低而趋于均匀。 应力集中: 应力的分布规律： P σmax P P 1、构件的形状尺寸对应力集中的影响： 理论应力集中系数 尺寸变化越急剧、角越尖、孔越小， 应力集中的程度越严重。 ：局部最大应力； :削弱处的平均应力。 F F F （1）静载荷作用下： 塑性材料所制成的构件 2、构件材料对应力集中的影响： 对应力集中的敏感程度较小； 塑性材料、静荷作用下 可不考虑应力集中的影响。 当 达到 时，该处首先产生破坏。 F 必须要考虑应力集中的影响。 内部组织均匀的脆性材料制成的构件 陶瓷、玻璃等内部组织均匀的脆性材料尽量避免尺寸突变。 内部组织不均匀的脆性材料制成的构件 灰铸铁构件 内部的不均匀和缺陷往往是应力集中的主要因素， 而零件外形改变所引起的应力集中可能成为次要因素， 对零件的承载力不一定造成明显影响。 （2）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。 动荷作用下，应力集中往往是零件破坏的根源 3、应力集中一无是处吗？ 可以利用应力集中达到构件较易断裂的目的。 食品或药品包装袋上的V 型孔； 售货员卖布时先剪一个小口，再用力撕开； 如何在一块较大的玻璃上切下一小块规则形状？ 用金刚石划痕， 再轻敲。 （1） 角越尖、孔越小，尺寸变化越急剧， （2）在构件上开孔、开槽时 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。 应力集中程度越严重。 在截面改变处采用圆弧过渡，且尽量增大圆弧倒角半径。 采用圆形、椭圆或带圆角的。 避免或禁开方形及