《工程力学》课件第6章.pptVIP

图6-10焊接联接受力图因焊缝两端焊接质量较差，故通常将焊缝长度l扣除10mm后作为计算长度l。

对于胶粘联接，由于粘接构件的受力情况及粘缝方向各不相同，因此破坏形式是不同的。在实际计算时，可将胶层视为构件的一部分(其强度与构件的强度不同)。根据构件的受力情况，胶层可能承受切应力，也可能承受正应力，或二者都有。相应的胶层的强度条件是正应力强度条件或切应力强度条件，也可能二者都必须考虑。例6-3在图6-10中焊接联接，已知板的许用应力［?］＝160MPa，焊缝的许用切应力［?］＝100MPa，板宽b＝100mm，厚度?＝15mm，焊缝的长l＝120mm。试求许可载荷［F］。

解每条焊缝所受剪力

由剪切强度条件有

所以

F≤2?×0.707(l－10)［?］＝2×15×0.707(120－10)×100＝233×103N

由钢板的拉伸强度有

F≤Amin［?］＝b?［?］＝100×15×160＝240×103N

许可载荷为二者中的较小者，即［F］＝233kN。*项目六联接件剪切与挤压变形的强度问题6.1任务引入6.2解决任务的方法6.3相关知识点介绍6.4知识拓展【教学提示】机械中的联接件在同时受到剪切与挤压作用时，工程中采用“实用计算法”来建立强度条件。在教学中可结合实物录像、课外作业和讨论课、课外兴趣小组以及竞赛等教学环节进行教学。

【学习目标】学生通过本项目的学习，掌握联接件剪切和挤压的实用计算的基础知识以及处理机械中联接件问题的基本方法，具备解决简单实际力学问题的能力。

在工程机械中常用的联接件，如联接件中的铆钉(见图4-12)、钢板(见图6-1)、销钉(见图6-2)和键(见图6-3)等，都是承受剪切的零件。这些联接件在剪切的同时伴随挤压的发生，它们的剪切和挤压强度问题是工程中要解决的。6.1任务引入图6-1钢板图6-2销钉图6-3键

工程结构和机械中构件之间的联接常采用联接件。对于联接件，必须进行剪切和挤压两方面的强度计算。构件受剪切和挤压变形时，变形和应力比较复杂，工程中采用实用计算法，所以对联接件重点介绍剪切和挤压的实用计算。6.2解决任务的方法

模块一剪切的实用计算

如图6-4所示，用铆钉联接的两块钢板，当钢板受外力作用时，铆钉横向受到两块钢板的作用力F作用，铆钉在这对力的作用下，上下两部分将沿与外力作用线平行的截面m—m发生相对错动。构件在这样一对大小相等、方向相反、作用线相隔很近的外力(或外力的合力)的作用下，截面沿着力的作用线方向发生相对错动的变形称为剪切变形。在变形过程中，产生相对错动的截面(如m—m)称为剪切面。它位于方向相反的两个外力作用线之间，且平行于外力作用线。6.3相关知识点介绍图6-4铆钉联接件为了对联接件进行剪切强度计算，则须先计算剪切面上的内力。应用截面法，可得剪切面m—m上的内力，即剪切力FQ(见图6-5)，由平衡方程容易求得

 FQ＝F

剪切面上有切应力?存在。应切力在剪切面上的分布情况比较复杂，在工程中通常采用以实验、经验为基础的“实用计算法”来计算。采用“实用计算法”时假定了剪力在剪切面上的分布是均匀的。所以，切应力可按式(6-1)计算：

(6-1)图6-5铆钉剪切面上的内力式中，FQ为剪切面上的剪力，单位为N；A为剪切面面积，单位为mm2。

为了保证构件在工作时不发生剪切破坏，必须使构件的工作切应力小于或等于材料的许用切应力，即剪切的强度条件为

(6-2)

式中,［?］为材料的许用切应力，是根据试验得出的抗剪强度?b除以安全因数确定的。工程上常用材料的许用切应力，可从有关设计手册中查得。 与轴向拉伸与压缩的强度计算相类似，剪切强度条件也可用来解决强度计算的三类问题：校核强度、设计截面和确定许可载荷。

虽然切应力是假定计算，但在剪切强度条件下，工作切应力?和抗剪强度?b是在相似条件(即在测试极限应力时，使试件的受力情况尽可能与构件的实际承载情况相同)下，用同样的公式计算出的，故使用“实用计算法”算得的结果基本上符合实际情况，并且在强度计算时又考虑了适当的安全储备，所以此计算方法是可靠的，在工程上得到了广泛的应用。模块二挤压的实用计算

联接件除了承受剪切外，还在联接和被联接件的相互接触面上产生局部承压，称之为挤压，如图6-6(a)所示。相互接触面称为挤压面，用Abs表示；作用在接触面上的压力称为挤压力，用Fbs表示，挤压力垂直于挤压面。