第二章 轴向拉压应力及剪切-1(授课).ppt

低碳钢 铸铁 一、工程实例 剪切钢板；在钢板上冲圆孔；两块钢板用铆钉相连接；两块钢板用焊缝相连接。 §2—6 剪切与挤压的强度计算 钢板 刀刃 铆钉 F F 焊缝 F F 冲头 钢板 Ⅰ 剪切的概念 F F m m F F F F m m 二、剪切的概念 受力特点：作用于构件两侧面上的外力合力大小相等，方向相反，且作用线相距很近。 变形特点：两力之间相邻截面发生相对错动。 剪切面：相对错动的面。 一、外力：F。 二、内力：（截面法）剪力 Fs=F。 三、应力：（实用剪应力，名义剪应力） 假设——剪切面上只存在剪应力，而且其分布是均匀的。 方向：同剪力的方向。 Ⅱ 剪切的实用计算 m m F F F Fs τ 2、许用剪应力： 四、强度计算 1、强度条件： 3、强度计算：⑴校核强度，⑵设计截面，⑶确定外荷载。 一、基本概念： 2、挤压面——相互压紧的表面。其面积用Abs表示。 3、挤压力——挤压面上的力。用Fbs表示。 4、挤压应力——挤压面上的压强。用σbs表示。 1、挤压——构件之间相互接触表面产生的一种相互压紧的现象。 Ⅲ　挤压的实用计算 F F 1、强度条件： 三、强度计算： 2、强度计算：⑴校核强度，⑵设计截面尺寸，⑶确定外荷载。 二、挤压应力的确定：（实用的挤压应力，名义挤压应力） 假设：挤压面上只存在挤压应力，且挤压应力分布均匀。 方向：垂直于挤压面。 五、小结——接头处的强度计算 1、剪切的强度计算： 2、挤压的强度计算： 3、轴向拉伸的强度计算： 1、实际的挤压面为平面时——按实际平面面积计算。 四、挤压面面积的确定 d t Abs=dt 2、实际的挤压面为半圆柱型表面时——按其对应的直经平面计算。 σbs max≈Fbs/dt 例：木榫接头如图所示，a = b =12cm，h=35cm，c=4.5cm, P=40KN，试求接头的剪应力和挤压应力。 解：?：受力分析如图∶ ③：挤压应力计算： 剪切面∶A=bh ?：剪应力计算： 剪力：Fs=F 剪应力： 挤压面：Abs=bc 挤压力：Fbs=F 挤压应力： P P b F F F F A Abs F F 解：?：键的受力分析如图 例：齿轮与轴由平键（b*h*L=20*12*100）连接，它传递的扭矩M=2 KNm，轴的直径 d=70mm，键的许用剪应力为[?]= 60 MPa ，许用挤压应力为[?bs]= 100 MPa，试校核键的强度。 综上，键满足强度要求。 ?：剪应力的强度校核 ③：挤压应力的强度校核 A=bL （ ） （Fbs=F Abs=Lh/2） b L h h/2 A M d F b L h/2 例：一铆接头如图所示，受力 F=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，许用剪应力为[?]= 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。） F/4 F/4 b P P F F F F F F/4 [例] 已知一圆杆受拉力F =25 k N，直径 d =14mm，许用应力 [?]=170MPa，试校核此杆是否满足强度要求。 解：① 轴力FN =F =25kN ②应力： ③强度校核： ④结论：此杆满足强度要求，能够正常工作。 F F 25KN X FN 解： 1、画 FN 图 X FN 40KN 60KN A B C 例： 已知：变截面直杆 ABC 的〔σ〕=100 MPa ，AB、BC各段的横截面均为正方形 求：AB、BC 各段边长 100kN 40kN 2、边长的确定： A≥FNmax／〔σ〕。 ABC≥FNBC／〔σ〕=40*103/100=400 mm2 AAB≥FNAB／〔σ〕=100*103/100=1000 mm2 X FN 40KN 60KN A B C 100kN 40kN 已知：三角架 ABC 的〔σ〕=120 MPa，AB 杆为 2 根 80*80*7 的等边角钢，AC 为 2 根 10 号槽钢，AB、AC 两杆的夹角为300 。 求：此结构所能承担的最大外荷载 Fmax X Y FNAC FNAB 300 F 300 例： A B C F 300 解： 1、F 与 FN 的关系 2、FNmax 的确定 查表：AAB=10.86*2=21.72 cm2 AAC=12.75*2=25.5cm2 X Y FNAC FNAB 300 F 3、确定 Fmax ： Fmax=130.32 KN [例] 已知三铰屋架如图，承受竖向均布载荷，载荷的分布集度为：q =4.2kN/m，屋架中的钢拉杆直径 d =16 mm，许用应力[?]=170M Pa。