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* 5.1 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：起连接作用的部件，称为连接件。 例如：螺栓、铆钉、键等, 起着传递载荷的作用。 特点：可传递一般力， 可拆卸。 螺栓 第5章 剪切和挤压的实用计算 P P 铆钉 特点： 可传递一般力，不可拆卸。 无间隙 铆钉 2、剪切受力特点和变形特点： n n （合力） （合力） P P 以铆钉为例： ①受力特点： 构件受两组大小相等、方向相反、作用线相距很近的平行力系作用。 ②变形特点： 构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动。 剪切 P P n n （合力） （合力） P P ③剪切面： 构件产生相互错动变形的截面，称为剪切面，如n– n 。 由平衡条件，剪力FS = P 其作用线与剪切面平行。 P Fs n n 剪切面 剪切面面积—AS ＝？ ④剪切面上的内力称为剪力 讨论：内力 — 剪力FS是 集中力还是分布力系的合力？ 二、剪切的实用计算 剪切实用计算的假设： 假设切应力在整个 剪切面上均匀分布 发生剪切时，应力和变形规律复杂，理论分析困难。工程上常采用“实用计算”的方法。 剪切面上的切应力：?＝？ 切应力：单位面积上的剪力——? P n n FS 剪切面 P 剪切面面积——AS 剪力——FS 1、切应力：?＝？ 2、剪切强度条件 n n P P 工作应力不能超过材料的许用应力 假设切应力在剪切面上均匀分布 P P Fs 挤压力―用Fbs表示：是接触面上分布力系的合力。 1、挤压：构件局部面积的承压现象。 2、挤压面：两个物体的接触面。 3、挤压力：在接触面上的压力。 5.2 挤压的实用计算 (1)挤压面为平面 挤压应力 4、挤压的实用计算 假设：挤压应力在 有效挤压面上均匀分布 5、有效挤压面积： 接触面在垂直Fbs方向上的 投影面的面积， 称为有效挤压面积 挤压面是平面时，有效挤压面积 Abs= 平面的面积 l h b 有效挤压面积： Abs =直径所在平面的面积 例如：铆钉或螺栓连接 挤压力分布 t d (2)挤压面为圆柱面 有效挤压面积：接触面在垂直Fbs方向上的投影面的面积，称为有效挤压面积 6、应用：一般要求同时满足剪切和挤压强度条件 5、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。 n n （合力） （合力） P P ①剪切失效 沿铆钉的剪切面剪断， 如沿n– n面剪断 。 三、连接处失效三种形式： 照片中的螺栓产生了塑性变形： 有剪切，也有挤压 ②挤压失效 铆钉与钢板在相互接触面上因挤压而使连接松动，发生失效。 F F F F ③拉伸失效 钢板在受铆钉孔削弱的截面处， 应力增大，易在连接处拉断。 解:?分析下板及铆钉的受力 例 铆接头如图示，P =110kN，钢板厚度t =1cm，宽度 b =8.5cm ；铆钉直径 d =1.6cm，许用切应力[?]= 140MPa ，许用挤压应力[?bs]= 320MPa。试校核铆接头强度。 t t d P P P P/4 设各铆钉承受相同的力 P/4 P/4 各铆钉的剪力和挤压力为： FS b P P ?铆钉的切应力和挤压应力强度校核 P/4 P/4 P =110kN，t =1cm， 铆钉直径d =1.6cm，许用切应力[?]= 140MPa ，许用挤压应力[?bs]= 320MPa 结论：铆接头满足强度要求。 t t d P P/4 挤压应力 讨论：会希望产生剪切变形吗？ 书报剪裁 剪刀： 剪纸、剪铁丝 例： 图示冲床的最大冲压力为400 kN，被冲剪钢板的剪切极限应力 ,试求此冲床所能冲剪钢板的最大厚度 t。 先分析剪切面 剪切面 F t F F 剪切面面积 剪力为 Fs =F 已知 d=34mm。 解：剪切面是圆柱体的表面 剪切破坏条件： 即 剪切面面积 数据：冲床最大冲压力400kN，钢板的剪切极限应力 .求冲床冲剪钢板的最大厚度t。d = 34 mm 剪切面 t F 剪力Fs =F 答：冲床能冲剪钢板的最大厚度 t =12.5mm 剪切强度条件 单剪切与双剪切 单剪切:只有一个剪切面 双剪切: 出现两个剪切面 中间段 P P/2 P/2 P P/2 P/2 右段 P/2 P/2 剪力 FS = P/2 剪切面面积 As 剪力FS = P/2 剪切面面积As P P 剪力为P 剪切应力 挤压力 Fbs = P 挤压力 Fbs = P/2 P P 特点：轮和键接触，键和轴接触，传递作用力。但是轮