材料力学--剪切.ppt

材料力学 *材料力学 第三章 剪切实用计算 F ? 1 2 B A C ? 一、剪切概念及其实用计算 连接件：铆钉、销钉、螺栓、 键等。 连接件受力以后产生的变形 主要是剪切变形。 F F *受力特征： 杆件受到两个大小相等，方 向相反、作用线垂直于杆的 轴线并且相互平行且相距很 近的力的作用。 *变形特征： 杆件沿两力之间的截面发生错动，直至破坏（小矩形 ）。 剪切面 剪切面：发生错动的面。 单剪：有一个剪切面的杆件，如铆钉。 剪切实用计算 一个剪切面 ?单剪 剪切实用计算 ? 双剪：有两个剪切面的杆件，如螺栓。 F/2 F/2 F 求应力（剪应力）： *实用计算方法：根据构件破坏的可能性，以直接试验 为基础，以较为近似的名义应力公式进行构件的强度计 算。 名义剪应力：假设剪应力在整个剪切面上均匀分布。 剪切实用计算 剪切强度条件： 名义许用剪应力 1、选择截面尺寸; 2、确定最大许可载荷， 3、强度校核。 可解决三类问题： 在假定的前提下进行 实物或模型实验，确 定许用应力。 剪切实用计算 F d t 冲头 钢板 冲模 例题3-1 图示冲床的最大冲压力为400KN，被冲剪钢板的剪切极限 应力为 ,试求此冲床所能冲剪钢板的最大厚度 t。已知 d=34mm。 剪切实用计算 F F F 剪切面 解：剪切面是钢板内被 冲头冲出的圆柱体 的侧面： t 冲孔所需要的冲剪力： 故 即 剪切实用计算 例题3-2 凸缘联轴节传递的力偶矩Me＝200 N·m，凸缘之间用4只 螺栓相联接，螺栓直径d＝10 mm，对称地分布在D=80 mm的圆周上， 已知螺栓和轴的材料均为35号钢，其许用应力[?]=60MPa, 试校核 螺栓的剪切和强度。 T T 凸缘 二、挤压概念及其实用计算 挤压：连接件和被连接件在接触面上相互压紧的现象。 F F/2 F/2 F/2 F/2 F 剪切实用计算 挤压引起的可能的破坏：在接触表面产生过大的塑性变形、 压碎或连接件（如销钉）被压扁。 *挤压强度问题（以销为例） 挤压力（中间部分）： F/2 F/2 F ? 挤压面 ：直径等于d，高度为接 触高度的半圆柱表面。 挤压应力 ：挤压面上分布的正应力。 剪切实用计算 *挤压实用计算方法： 假设挤压应力在整个挤压面上均匀分布。 挤压面面积的计算： 1、平面接触（如平键）：挤压面面积等于实际的承压面积。 F F b h l h——平键高度 l——平键长度 剪切实用计算 键:连接轴和轴上的传动件（如齿轮、皮带轮等）,使轴 和传动件不发生相对转动，以传递扭矩。 2、柱面接触（如铆钉）：挤压面面积为实际的承压面积在其直径 平面上的投影。 d——铆钉或销钉直径， ? ——接触柱面的长度 ?挤压强度条件： 剪切实用计算 *注意： 在应用挤压强度条件进行强度计算时，要注意连接件与被连接 件的材料是否相同，如不同，应对挤压强度较低的材料进行计 算，相应的采用较低的许用挤压应力。 名义许用挤压应 力，由试验测定。 *挤压强度条件： 剪切实用计算 例题3-3 两矩形截面木杆，用两块钢板连接如图示。已知拉杆的 截面宽度 b=25cm，沿顺纹方向承受拉力F=50KN，木材的顺纹许 用剪应力为 , 顺纹许用挤压应力为 。试求 接头处所需的尺寸L和? 。 F F L L ? b 剪切实用计算 F F/2 F/2 解：剪切面如图所示。剪 切面面积为： 剪切面 由剪切强度条件： 由挤压强度条件： 剪切实用计算 剪切实用计算 例题3-3 厚度为 的主钢板用两块厚度为 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 ，钢板和铆钉许用剪应力和许用挤压应力相同，分 别为 ， 。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 剪切实用计算 F F b F F 图(b) 图(a) F F 图(b) 剪切实用计算 解： 可采用假设的计算方法： 假定每个铆钉所受的力都是一样的。 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