材料力学《第二章 拉伸压缩与剪切》课件.ppt

第二章 拉伸、压缩与剪切 1、假设 2、计算名义应力 3、确定许用应力 ①按照破坏可能性 ② 反映受力基本特征 ③ 简化计算 直接试验结果 F F 第二章 拉伸、压缩与剪切 1、受力特征: 2、变形特征： 一、剪切的实用计算 第二章 拉伸、压缩与剪切 上刀刃 下刀刃 n n F F F FS 剪切面 剪切实用计算中，假定剪切面上各点处的切应力相等，于是得剪切面上的名义切应力为： ——剪切强度条件 剪切面为圆形时，其剪切面积为： 对于平键 ，其剪切面积为： 第二章 拉伸、压缩与剪切 例2-23 如图所示冲床，Fmax=400kN，冲头[σ]＝400MPa，冲剪钢板τu=360 MPa，设计冲头的最小直径值及钢板厚度最大值。 解(1)按冲头的压缩强度计算d (2)按钢板剪切强度计算 t 第二章 拉伸、压缩与剪切 例2-24 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。 ③ ① ② 胶缝 30mm 10mm F ① FS FS F 解： 第二章 拉伸、压缩与剪切 例2-25 如图螺钉，已知：[?]=0.6[?]，求其d:h的合理比 解: h F d 当s，t分别达到[t]，[s]时， 材料的利用最合理 剪切面 d h 第二章 拉伸、压缩与剪切 F F 挤压面 F F 压溃(塑性变形) 挤压计算对联接件与被联接件都需进行 二、挤压的实用计算 第二章 拉伸、压缩与剪切 挤压强度条件： 挤压许用应力：由模拟实验测定 ①挤压面为平面，计算挤压面就是该面 ②挤压面为弧面，取受力面对半径的投影面 挤压应力 t d Fbs 挤压力 计算挤压面 Abs=td 第二章 拉伸、压缩与剪切 h/2 b l d O FS n n Fs Fbs F Me n n O Me 校核键的剪切强度： 校核键的挤压强度： 例2-26 图示轴与齿轮的平键联接。已知轴直径d=70mm，键的尺寸为b×h×l=20×12×100mm，传递的力偶矩Me=2kN·m，键的许用应力[t]=60MPa，[s]bs=100MPa。试校核键的强度。 强度满足要求 第二章 拉伸、压缩与剪切 例2-27 电瓶车挂钩由插销联接，如图示。插销材料为20钢，[τ]=30MPa，[σbs]＝100MPa，直径d=20mm。挂钩及被联接的板件的厚度分别为t=8mm和1.5t=12mm。牵引力F=15kN。试校核插销的强度。 第二章 拉伸、压缩与剪切 例2-12 D=350mm，p=1MPa。螺栓 [?]=40MPa，求螺栓直径。 每个螺栓承受轴力为总压力的1/6 解：油缸盖受到的力 根据强度条件 即螺栓的轴力为 得 即 螺栓的直径为 第二章 拉伸、压缩与剪切 例2-13 图示空心圆截面杆，外径D＝20mm，内径d＝15mm，承受轴向荷载F＝20kN作用，材料的屈服应力?s＝235MPa，安全因数n=1.5。试校核杆的强度。 解： 可见，工作应力小于许用应力，说明杆件安全。 F F D d 第二章 拉伸、压缩与剪切 例2-14 图示拉杆沿mn由两部分胶合而成，杆横截面积为A= 4cm2，受力P，设杆的强度由胶合面控制。胶合面的许用拉应力为[?]=100MPa ；许用切应力为[?]= 50MPa。试问:为使杆承受最大拉力，?角值应为多大?（规定: ?在0~60度之间）。 P P m n a 解： 第二章 拉伸、压缩与剪切 ?? 、?? 的曲线如图所示，显然，B点左 侧由剪应力控制杆的强度，B点右侧由正应力控制杆的强度，当a=60°时 第二章 拉伸、压缩与剪切 P a 60 30 B 1．杆的纵向总变形： 2．线应变： 一、拉压杆的变形及应变　　　　　　　　　　 第二章 拉伸、压缩与剪切 2.6 轴向拉伸或压缩时变形 3．杆的横向变形： 5．泊松比（或横向变形系数）　　　　　　　　　　 L F F L1 b b1 4．杆的横向应变： 二、拉压杆的胡克定律　　　　　　　　　　 ※“EA”称为杆的抗拉压刚度。　　　　　　　　　　 F F 第二章 拉伸、压缩与剪切 例2-15 图示等直杆的横截面积为A、弹性模量为E，试计算D点的位移。 解： P 3P + + 第二章 拉伸、压缩与剪切 例2-16 写出图2中B点位移与两杆变形间的关系 A B C L1 L2 B 解：变形图如图， B点位移至B点，由图知： 第二章 拉伸、压缩与剪切 例2-17 图示结构中①杆是直径为32mm的圆杆， ②杆为2×No.5槽钢。材料均为Q235钢，E=210GPa。已知F=60kN，试计算B点的位移。 1.8m 2.4m C A B F ① ② F 解：1、计算各杆上的轴力 2、计算各杆的变形