材料力學(xué)第3章剪切ppt課件

1、剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算 第三章第三章 剪切剪切剪切與擠壓強(qiáng)度計(jì)算剪切與擠壓強(qiáng)度計(jì)算一、連接件的受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)：一、連接件的受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)：1 1、連接件、連接件 在構(gòu)件連接處起連接作用的部件，稱為連接件。例如：螺栓、鉚釘、鍵等。連接件雖小，起著傳遞載荷的作用。 特點(diǎn)：可傳遞一般力，可拆卸。PP螺栓PP鉚釘特點(diǎn)：可傳遞一般力，不可拆卸。如橋梁桁架結(jié)點(diǎn)處于它連接。無間隙m軸鍵齒輪特點(diǎn)：傳遞扭矩。2、受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)：、受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)：nn（合力）（合力）PP以鉚釘為例：受力特點(diǎn)：受力特點(diǎn)： 構(gòu)件受兩組大小相等、方向構(gòu)件受兩組大小相等、方向相反、作用線相互很近差一個(gè)相

2、反、作用線相互很近差一個(gè)幾何平面的平行力系作用。幾何平面的平行力系作用。變形特點(diǎn)：變形特點(diǎn)： 構(gòu)件沿兩組平行力系的交界構(gòu)件沿兩組平行力系的交界面發(fā)生相對錯(cuò)動。面發(fā)生相對錯(cuò)動。PPnn（合力）（合力）PP剪切面：剪切面： 構(gòu)件將發(fā)生相互的錯(cuò)動面，如構(gòu)件將發(fā)生相互的錯(cuò)動面，如n n 。剪切面上的內(nèi)力：剪切面上的內(nèi)力： 內(nèi)力內(nèi)力 剪力剪力Q，其作用線與，其作用線與剪切面平行。剪切面平行。PnnQ剪切面nn（合力）（合力）PP3、連接處破壞三種形式：、連接處破壞三種形式： 剪切破壞剪切破壞 沿鉚釘?shù)募羟忻婕魯?，如沿鉚釘?shù)募羟忻婕魯?，?沿沿nn面剪斷面剪斷 。 擠壓破壞擠壓破壞 鉚釘與鋼板在相互接觸面

3、鉚釘與鋼板在相互接觸面 上因擠壓而使?jié)哼B接松動，上因擠壓而使?jié)哼B接松動， 發(fā)生破壞。發(fā)生破壞。 PnnQ剪切面拉伸破壞拉伸破壞: 鋼板在受鉚釘孔削弱的鋼板在受鉚釘孔削弱的截面處，應(yīng)力增大，易在連接處拉斷。截面處，應(yīng)力增大，易在連接處拉斷。 二、剪切的實(shí)用計(jì)算二、剪切的實(shí)用計(jì)算實(shí)用計(jì)算方法：根據(jù)構(gòu)件的破壞可能性，采用能反映受力基本實(shí)用計(jì)算方法：根據(jù)構(gòu)件的破壞可能性，采用能反映受力基本特征，并簡化計(jì)算的假設(shè)，計(jì)算其名義應(yīng)力，然后根據(jù)直接試特征，并簡化計(jì)算的假設(shè)，計(jì)算其名義應(yīng)力，然后根據(jù)直接試驗(yàn)的結(jié)果，確定其相應(yīng)的許用應(yīng)力，以進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。驗(yàn)的結(jié)果，確定其相應(yīng)的許用應(yīng)力，以進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。適用：構(gòu)

4、件體積不大，真實(shí)應(yīng)力相當(dāng)復(fù)雜情況，如連接件等。適用：構(gòu)件體積不大，真實(shí)應(yīng)力相當(dāng)復(fù)雜情況，如連接件等。實(shí)用計(jì)算假設(shè)：假設(shè)剪應(yīng)力在整個(gè)剪切面上均勻分布，等于剪實(shí)用計(jì)算假設(shè)：假設(shè)剪應(yīng)力在整個(gè)剪切面上均勻分布，等于剪切面上的平均應(yīng)力。切面上的平均應(yīng)力。1、剪切面-A： 錯(cuò)動面。 剪力-Q： 剪切面上的內(nèi)力。QA2、名義剪應(yīng)力-：3、剪切強(qiáng)度條件準(zhǔn)繩）： QA b: n其中nn（合力）（合力）PPPnnQ剪切面工作應(yīng)力不得超過材料的許用應(yīng)力。三、擠壓的實(shí)用計(jì)算三、擠壓的實(shí)用計(jì)算1、擠壓力Pjy ：接觸面上的合力。擠壓：構(gòu)件局部面積的承壓現(xiàn)象。擠壓力：在接觸面上的壓力，記Pjy 。假設(shè)：擠壓應(yīng)力在有效擠壓

5、面上均勻分布。2、擠壓面積：接觸面在垂直Pjy方向上的投影面的面積。jyjyjyjyAP3、擠壓強(qiáng)度條件準(zhǔn)繩）： 工作擠壓應(yīng)力不得超過材料的許用擠壓應(yīng)力。擠壓面積dtAjy 1jyjy；、校核強(qiáng)度：2 jysjyjyPQAA、設(shè)計(jì)尺寸：；3Q sjyjyjyAPA、設(shè)計(jì)外載：；四、運(yùn)用四、運(yùn)用7S40100.952MPa12 35QPAbhMPa 4 . 710125 . 4407cbPAPjyjyjy例例1 木榫接頭如圖所示，木榫接頭如圖所示，a = b =12 cm，h = 35 cm，c = 4.5 cm, P = 40 KN，試求接頭的剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力。，試求接頭的剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力。解

6、：受力分析如圖：剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力jyQPP剪切面和剪力為：擠壓面和擠壓力為：PPPPbachPPjySAjyAmdP解：鍵的受力分析如圖例例2 齒輪與軸由平鍵齒輪與軸由平鍵bhL = 20 12 100銜接，它傳遞銜接，它傳遞的扭矩的扭矩m=2 KNm，軸的直徑，軸的直徑d=70 mm，鍵的許用剪應(yīng)力為，鍵的許用剪應(yīng)力為 = 60 MPa，許用擠壓應(yīng)力為，許用擠壓應(yīng)力為jy= 100 MPa，試校核鍵的強(qiáng)度。，試校核鍵的強(qiáng)度。 kN5707. 0222dmP2hmbhL綜上，鍵滿足強(qiáng)度要求。 357 1028.6MPa20 100sQPAbL剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的強(qiáng)度校核jyQPPjyjyjyjy

7、hLPAPMPa3 .956100105723mdPQAbhL解：鍵的受力分析如圖例例3 齒輪與軸由平鍵齒輪與軸由平鍵b=16mm，h=10mm銜接，它傳遞的扭銜接，它傳遞的扭矩矩m=1600Nm，軸的直徑，軸的直徑d=50mm，鍵的許用剪應(yīng)力為，鍵的許用剪應(yīng)力為= 80 MPa ，許用擠壓應(yīng)力為，許用擠壓應(yīng)力為 jy= 240 MPa，試設(shè)計(jì)鍵的長度，試設(shè)計(jì)鍵的長度L。 22 160064kN0.05jymQPPd2hmmdPsAbhLmdPsAbhL剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的強(qiáng)度條件 364 10(m)50mm1680QQLLbb3222 64 10 (m)53.3mm10 240jyjyjyjy

8、PPLLhh綜上53.3mmL 解：受力分析如圖例例4 一鉚接頭如圖所示，受力一鉚接頭如圖所示，受力P=110kN，已知鋼板厚度為，已知鋼板厚度為 t=1cm，寬度，寬度 b=8.5cm ，許用應(yīng)力為，許用應(yīng)力為 = 160MPa ；鉚釘?shù)闹?；鉚釘?shù)闹睆綇絛=1.6cm，許用剪應(yīng)力為，許用剪應(yīng)力為 = 140 MPa ，許用擠壓應(yīng)力為，許用擠壓應(yīng)力為jy= 320 MPa，試校核鉚接頭的強(qiáng)度。（假定每個(gè)鉚釘受力，試校核鉚接頭的強(qiáng)度。（假定每個(gè)鉚釘受力相等。）相等。） 4jyPQPbPPttdPPP11 2233P/4鋼板的2-2和3-3面為危險(xiǎn)面剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的強(qiáng)度條件 722411010136.8MPa43.14 1.6sQPAd 72343 11010155.7MPa(2 )4 (8.5 2 1.6)Pt bd 7411010171.9MPa4 1 1.6jyjyjyjyPPAtd