材料力学课件 第三章剪切与挤压.pptVIP

在机械加工中，钢筋或钢板在剪切机上被剪断，见图所示（a）剪切机（b）剪切机剪切钢板示意图在桥梁建筑结构中，常用铆钉、销钉、螺栓等连接件在构件之间起连接作用，也主要承受剪切变形。铆钉连接示意图螺栓连接示意图销钉连接示意图§3－2剪切的实用计算一、连接件的受力特点和变形特点：1、连接件在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件。例如：螺栓、铆钉、键等。连接件虽小，却起着传递载荷的作用。特点：可传递一般力，可拆卸。PP螺栓PP铆钉特点：可传递一般力，不可拆卸。如桥梁桁架结点处用它连接。无间隙m轴键齿轮特点：传递扭矩。m?2、受力特点和变形特点：nn（合力）（合力）PP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（差一个几何平面）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。nn（合力）（合力）PP③剪切面：构件将发生相互的错动面，如n–n。④剪切面上的内力：内力—剪力Q，其作用线与剪切面平行。PnnQ剪切面nn（合力）（合力）PP3、连接处破坏的三种形式：①剪切破坏沿铆钉的剪切面剪断，如沿n–n面剪断。②挤压破坏铆钉与钢板在相互接触面上因挤压而使溃压连接松动，发生破坏。③拉伸破坏PnnQ剪切面钢板在受铆钉孔削弱的截面处，应力增大，易在连接处拉断。二、剪切的实用计算实用计算方法：根据构件的破坏可能性，采用能反映受力基本特征，并简化计算的假设，计算其名义应力，然后根据直接试验的结果，确定其相应的许用应力，以进行强度计算。适用：构件体积不大，真实应力相当复杂情况，如连接件等。实用计算假设：假设剪应力在整个剪切面上均匀分布，等于剪切面上的平均应力。1、剪切面--AQ：错动面。

剪力--Q：剪切面上的内力。2、名义剪应力--?：3、剪切强度条件（准则）：nn（合力）（合力）PPPnnQ剪切面工作应力不得超过材料的许用应力。1、挤压力―Fbs：接触面上的合力。挤压：构件局部面积的承压现象。挤压力：在接触面上的压力，记Fbs。假设：挤压应力在有效挤压面上均匀分布。???????????§3－3挤压的实用计算2、挤压面积：接触面在垂直Fbs方向上的投影面的面积。3、挤压强度条件（准则）：

工作挤压应力不得超过材料的许用挤压应力。挤压面积四、应用例1、一螺栓接头如图所示，已知F=40KN，螺栓。钢板的材料均为Q235钢，许用切应力［τ］=130MPa，许用挤压应力［σbs］=300MPa试计算螺栓所需的直径。解：这是截面选择问题，先根据剪切强度条件式求得螺栓的直径，再根据挤压强度条件式来校核。首先分析每个螺栓所受到的力。显然，每个螺栓有两个剪切面，但只受到一个力F的作用，由截面法可得每个剪切面上的剪力为将剪力和有关的已知数据带入剪切强度条件式，即得于是求得螺栓直径为校核挤压强度。显然，由静力平衡条件可知每个螺栓所受挤压力为计算挤压面面积Abs为螺栓的直径截面面积，即将相关数据代入挤压强度条件式，得可见，螺栓直径取14mm满足挤压强度条件。[例2]如图所示的铆接头，已知钢板的，铆钉的，许用挤压应力。试校核铆接头的强度。解：每个铆钉受剪面上的剪力为P=24KN，由剪应力计算公式得**************************第三章剪切与挤压§3－1概述§3－2剪切的实用计算§3－3挤压的实用计算§3－4连接件的强度计算（a）剪切云图案例：螺栓的剪切与挤压如图所示为采用ABAQUS软件模拟的螺栓连接两块钢板，固定成一块钢板。两块钢板通过螺栓相互传递作用力，作用力沿搭接方向垂直于螺栓。这种螺栓可能有2种破坏形式：①螺栓沿横截面剪断，称为剪切破坏，如图3.1（a）所示；②螺栓与板中孔壁相互挤压而在螺栓杆表面或孔壁柱面的局部范围内发生显著的塑性变形，称为挤压破