五、剪切与扭转.ppt

剪切与扭转 矩形截面的扭转 矩形截面扭转剪应力 32 1 横截面上角点处，剪应力为零 2 横截面边缘各点处，剪应力 // 截面周边 3 剪应力组成一个与扭转转向相同的环流 4 各边中点剪应力为各边最大剪应力 5 最大剪应力在长边中点处 计算基础 弹性力学 相关结论 σ 重庆交通职业学院 Chongqing Vocational College Of Transportation of 32 应用力学 Chongqing Vocational College Of Transportation 谁都可以取得好成绩 START HERE 主讲人：刘书军 Nothing is impossible 剪切与扭转 引 言 连接件的概念与工程实例 铆钉连接 销轴连接 平键连接 榫连接 连接件 在构件连接处起 连接作用的部件。 1 剪切与扭转 引 言 剪切受力特征 F F 剪切面 大小相等、方向相反、作用线相距很近 剪切变形特征 剪切面发生错动直至破坏 2 连接件的破坏形式 剪切破坏 挤压破坏 剪切与扭转 剪切与剪切的实用计算 单剪切 只有一个剪切面的剪切现象 根据剪切面的数量，可以对剪切进行分类 3 剪切与扭转 剪切与剪切的实用计算 双剪切 有两个剪切面的剪切现象 4 剪切与扭转 剪切与剪切的实用计算 剪切面 剪切的实用计算 基本假设 剪切面上的剪力均匀分布 剪力求解 平衡方程 剪（切）应力强度公式 剪应力在剪切面内 5 金属的剪切试验 相关概念 连接件的破坏形式 剪切破坏 挤压破坏 剪切与扭转 挤压与挤压的实用计算 6 基本假设 挤压力在挤压面上均匀分布 挤压应力 挤压应力与挤压面相垂直 挤压变形:连接和被连接件接触面相互压紧的现象。 挤压面:连接件与被连接件相互接触并产生挤压的侧面。 剪切与扭转 挤压与挤压的实用计算 7 挤压面的计算 计算挤压面与实际挤压面 计算挤压面=实际挤压面 矩形 圆柱形 计算挤压面=实际挤压面的正投影 （1）剪切面与外力方向平行，作用在两连接件的错动处。 （2）挤压面与外力方向垂直，作用在连接件与被连接件接触处。 t d Pbs 剪切与扭转 挤压与挤压的实用计算 常用连接件的剪切面、挤压面的计算 键连接 A＝bl Ajy＝lh/2 铆钉连接、销连接 冲压件 8 剪切与扭转 例1：图示装置常用来确定胶接处的抗剪强度，如已知破坏时的荷载为10kN，试求胶接处的极限剪（切）应力。 剪切与挤压的例题 解题过程 9 剪切与扭转 剪切与挤压的例题 例2： 拉杆头部尺寸如图所示，已知 [τ]=100MPa，许用挤压应[σc]=200MPa 校核拉杆头部的强度。 解题过程 10 例2： 拉杆头部尺寸如图所示，已知 [τ]=100MPa，许用挤压应[σc]=200MPa 校核拉杆头部的强度。 解题过程 剪切与扭转 剪切与挤压的例题 11 剪切与扭转 剪切与挤压的例题 例3 ：拉杆及头部均为圆截面，材料的 许用剪应力[τ]＝100 MPa，许用挤压应 力[σc]＝240MPa。试由拉杆头的强度确 定容许拉力[P]。 解题过程 剪切 挤压 对于这种连接件来说， 通常判断其最大荷载时， 要同时考虑剪切作用与挤压作用 12 剪切与扭转 剪切与挤压的例题 例4：厚度为t1=12mm的主钢板用两块厚度为t2=6ｍｍ的同样材料的盖板对接如图示。已知铆钉直径为d=2cm，钢板的许用拉应力［σ］＝１６０ＭＰａ钢板和铆钉许用剪应力和许用挤压应力相同，分别为τ＝１００ＭＰa和［σｃ］＝２８０ＭＰａ。若F=250KN，试求 （1）每边所需的铆钉个数n； （2）若铆钉按图(b)排列，所需板宽b为多少？ F F b F F 13 剪切与扭转 剪切与挤压的例题 14 （1）铆钉剪切计算 （2）铆钉挤压计算 因此取 n=4. 15 剪切与扭转 剪切与挤压的例题 （2）主板拉断的校核。 危险截面为I-I截面。 解题关键 1.剪切与挤压都应考虑 2.找准剪切面、挤压面与受拉面 3.注意双剪切，Q=(1/2)F 4.截面法求内力 解题过程 若铆钉按图(b)排列，所需板宽b为多少？ 剪切与扭转 剪切胡克定律与剪应力互等定理 16 剪应力互等定理 在相互垂直的两个平面上,剪应力一定成对出现，其数值相等，方向同时指向或背离两平面的交线。 纯剪切应力状态 受力面只有剪切应力，没有正应力 剪应力互等定理适用范围 1.纯剪切状态 2.剪应力、正应力同时存在 剪切与扭转 剪切胡克定律与剪应力互等定理 17 剪切胡克定律 剪应变 描述剪切变形的量，单位是弧度rad，用γ表示。 当剪应力不超过材料的比例极限时，剪应力与剪应变成正比。 G是剪切弹性模量 表征材料抵抗剪切变形的能力的量 单位：GPa 应用前提：各向同性假设 剪切与扭转 扭转概念与工