材料力學(xué)剪切PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1材料力學(xué)剪切材料力學(xué)剪切鉚釘連接銷軸連接螺栓連接平鍵連接第1頁(yè)/共39頁(yè)n剪切件的特點(diǎn)：剪切件的特點(diǎn)：受力的特點(diǎn)桿受力的特點(diǎn)桿件兩側(cè)作用有兩個(gè)大小相等，件兩側(cè)作用有兩個(gè)大小相等，方向相反，作用線相距很近的方向相反，作用線相距很近的外力。外力。n變形的特點(diǎn)：變形的特點(diǎn)：兩外力作用線間兩外力作用線間的截面發(fā)生錯(cuò)動(dòng)。的截面發(fā)生錯(cuò)動(dòng)。第2頁(yè)/共39頁(yè)鉚釘在兩側(cè)面上分別受到大小相等、方向相反，作用線相距很近的兩組分布外力系的作用。第一種可能的破壞是沿 mm 面發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)而剪斷，這種變形稱為。mm 面稱為受剪面。PPmm第3頁(yè)/共39頁(yè) 剪力剪力受剪面上的剪力受剪面上的剪力簡(jiǎn)化假設(shè)：切應(yīng)力在受剪

2、面上均勻分布。名義切應(yīng)力： 強(qiáng)度條件PPmmPQmm切應(yīng)力：?jiǎn)挝幻娣e上平行于截面的內(nèi)力來(lái)衡量?jī)?nèi)力的聚集程度。第4頁(yè)/共39頁(yè)一個(gè)剪切面第5頁(yè)/共39頁(yè)二個(gè)剪切面第6頁(yè)/共39頁(yè)例 1已知： 插銷材料為20鋼，t =30MPa，直徑d=20mm, t = 8mm, 1.5t =12 mm, P =15kN。求：校核插銷的剪切強(qiáng)度.解：插銷受力如圖。具有兩個(gè)剪切面：雙剪問(wèn)題。取兩個(gè)剪切面之間的桿為研究對(duì)象，受力如圖。第7頁(yè)/共39頁(yè)解：插銷受力如圖。具有兩個(gè)剪切面：0XKNPQ5 . 72/雙剪問(wèn)題。取兩個(gè)剪切面之間的桿為研究對(duì)象，受力如圖。剪切面的面積42dA420105 . 723tAQMPa

3、9 .23MPa30t結(jié)論：滿足剪切強(qiáng)度要求。第8頁(yè)/共39頁(yè)第9頁(yè)/共39頁(yè)擠壓力的作用面叫做擠壓力的作用面叫做擠壓面擠壓面；由于擠壓力而引起的應(yīng)力叫做；由于擠壓力而引起的應(yīng)力叫做擠壓應(yīng)力。擠壓應(yīng)力。擠壓應(yīng)力：擠壓應(yīng)力：對(duì)圓截面桿：接觸面為平面，則計(jì)算擠壓面為接觸面。接觸面為半圓柱面，則計(jì)算擠壓面為直徑投影面。bsbsAP擠壓面上傳遞的力有效擠壓面的面積。tdAbs第10頁(yè)/共39頁(yè)對(duì)圓截面桿：tdAbs對(duì)平鍵：lhAbs21l 擠壓強(qiáng)度條件bsbsAPbs許用擠壓應(yīng)力通常大于許用應(yīng)力，一般地)5 . 25 . 1 (bs第11頁(yè)/共39頁(yè)擠壓應(yīng)力是連接件與被連接件之間的相互作擠壓應(yīng)力是連接

4、件與被連接件之間的相互作用，因此，當(dāng)兩者材料不相同時(shí)，用，因此，當(dāng)兩者材料不相同時(shí)，應(yīng)校核擠壓許用應(yīng)校核擠壓許用應(yīng)力較低的材料的擠壓強(qiáng)度應(yīng)力較低的材料的擠壓強(qiáng)度。注意：擠壓與壓縮是不同的，前者產(chǎn)生于兩物體表面，后者產(chǎn)生于同一物體。第12頁(yè)/共39頁(yè)例 3已知：d=70mm, 鍵的尺寸為bhl=2012100mm，力偶m= 2 kN m, 鍵的 t=60 MPa, bs=100 MPa。 求：校核鍵的強(qiáng)度。解：1) 校核鍵的剪切強(qiáng)度u 剪切面上的剪力0)(FOMmdQ2/取鍵的下半部分和軸，受力如圖dmQ2第13頁(yè)/共39頁(yè)1) 校核鍵的剪切強(qiáng)度u 剪切面上的剪力0)(FOMmdQ2/取鍵的下半

5、部分和軸，受力如圖dmQ2u 剪切面的面積blAu 切應(yīng)力AQtbldm2第14頁(yè)/共39頁(yè)u 切應(yīng)力AQt1002070102226bldmMPa6 .28MPa60t滿足剪切強(qiáng)度要求。2) 校核鍵的擠壓強(qiáng)度u 擠壓力取鍵的上半部分，受力如圖QP 第15頁(yè)/共39頁(yè)2) 校核鍵的擠壓強(qiáng)度u 擠壓力取鍵的上半部分，受力如圖dmQP2u 有效擠壓面hlAbs21u 擠壓應(yīng)力10012701024226dhlmAPbsbsMPa3 .95MPabs100滿足擠壓強(qiáng)度要求。第16頁(yè)/共39頁(yè)例 4已知：t =30 MPa，直徑 d = 20 mm, t = 8mm, 1.5t =12 mm, P =

6、解：插銷受力如圖。中段較危險(xiǎn)， 應(yīng)校核中段的強(qiáng)度。15kN。bs = 100 MPa。求：校核擠壓強(qiáng)度.u 有效擠壓面tdAbs5 . 1 第17頁(yè)/共39頁(yè)u 有效擠壓面tdAbs5 . 1 u 擠壓應(yīng)力8205 . 110153bsbsAPMPa5 .62bs滿足擠壓強(qiáng)度要求。第18頁(yè)/共39頁(yè)一銷釘連接如圖所示。已知外力P=15kN，被連接件的厚度分別為t1=6mm和t2=10mm，材料的許用剪應(yīng)力t=30MPa，許用擠壓應(yīng)力bs=100MPa，試設(shè)計(jì)銷釘直徑。ppt1t1t2第19頁(yè)/共39頁(yè)解： 作銷釘受力圖如圖示 按剪切強(qiáng)度條件設(shè)計(jì) 銷釘有兩個(gè)受剪面n n和m m(對(duì)稱)，任取一面

7、進(jìn)行計(jì)算2PnnQnnmmP2P2P2PQ ttAQ tQA t224 Pd mm.P d 817301015223ppt1t1t2第20頁(yè)/共39頁(yè) 按擠壓強(qiáng)度條件進(jìn)行設(shè)計(jì)銷釘有三個(gè)擠壓面，上、下兩段長(zhǎng)度相同，與中段相比，顯然，中段為危險(xiǎn)截面。綜合考慮剪切和擠壓強(qiáng)度，可取銷釘直徑為18mm。nnmmP2P2Pt1t1t2PPbsbsbsbsbsAPbsbsbsPA2bsPdtmmtPdb32ppt1t1t2第21頁(yè)/共39頁(yè) 圖示為一沖床示意圖。已知鋼板厚度為t=10mm，剪切強(qiáng)度極限tb=300MPa，要沖出直徑為d=25mm的孔，試求沖剪力P的大小。t受剪面PP

8、d解：2)( 7851025mmdtAPQ b785tPAPAQNP235500300785第22頁(yè)/共39頁(yè)答案：F/bl F/ab 第23頁(yè)/共39頁(yè)如圖所示，用兩個(gè)鉚釘連接，拉力F=20KN，鉚釘直徑d=12mm。試求鉚釘剪切面上的剪力和剪切面上的切應(yīng)力。 答：鉚釘剪切面上的剪力為 KN。鉚釘剪切面上的切應(yīng)力為 Mpa。 10 88.5 第24頁(yè)/共39頁(yè) 答案： 20第25頁(yè)/共39頁(yè)答案： 100KN 79.6MPa第26頁(yè)/共39頁(yè)dhFAFbsbsbs24dFAFst 為充分利用材料，切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力應(yīng)滿足242dFdhFhd8t2bs第27頁(yè)/共39頁(yè)DdhP銷釘?shù)募羟忻婷娣e

9、AS銷釘?shù)臄D壓面面積 AbS思考題第28頁(yè)/共39頁(yè)hdDdhP剪切面dhAS第29頁(yè)/共39頁(yè)DdhP剪切面擠壓面擠壓面)(422dDAbS第30頁(yè)/共39頁(yè)補(bǔ)充題：沖床的最大沖壓力P=400KN，沖頭材料的許用壓應(yīng)力=440MPa，鋼板的剪切強(qiáng)度極限tb=360MPa。試求沖頭能沖剪的最小孔徑d和最大的鋼板厚度 。d鋼板沖模沖頭P第31頁(yè)/共39頁(yè)P(yáng)d鋼板沖模沖頭P剪切面解：沖頭為軸向壓縮變形P42 dPAPd =34mm第32頁(yè)/共39頁(yè)P(yáng)d鋼板沖模沖頭P剪切面P由鋼板的剪切破壞條件tbdPAQmm4 .10 第33頁(yè)/共39頁(yè)一圓截面階梯桿受力如圖所示。已知：2212A =8cm ,A =4