材料力學(xué)第二章剪切

1、第二章 剪 切2-1 工程實(shí)際中的剪切問題2-2 剪切的實(shí)用計(jì)算第二章 剪 切 【本章重點(diǎn)內(nèi)容】確定剪切力和擠壓力確定剪切面和擠壓面剪切和擠壓的強(qiáng)度計(jì)算第二章 剪 切 2-1 工程實(shí)際中的剪切問題第二章 剪 切 21 工程實(shí)際中的剪切問題1.工程中的剪切問題剪切鋼板 連接件銷釘21 工程實(shí)際中的剪切問題連接件 螺栓 連接件 鍵1.工程中的剪切問題橫向外力的合力大小相等，方向相反，作用線相距很近.兩力間的橫截面發(fā)生相對錯(cuò)動(dòng).外力特點(diǎn)：變形特點(diǎn)：這種變形稱為剪切變形.21 工程實(shí)際中的剪切問題剪切變形2.連接件的破壞作用在接觸面上的壓力.接觸面產(chǎn)生的塑性變形.外力特點(diǎn)：變形特點(diǎn)：擠壓變形這種變形稱

2、為擠壓變形.21 工程實(shí)際中的剪切問題2.連接件的破壞 剪切破壞 沿剪切面的相互錯(cuò)動(dòng)為剪切破壞. 拉伸破壞 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. 擠壓破壞 接觸面的局部區(qū)域發(fā)生顯著塑性變形或被壓碎.3.連接件破壞的三種形式21 工程實(shí)際中的剪切問題2-2 剪切的實(shí)用計(jì)算第二章 剪 切 實(shí)用計(jì)算 連接件在連接處即接觸面上的應(yīng)力分布復(fù)雜，很難作出精確的理論分析，所以采用近似計(jì)算.實(shí)用計(jì)算基礎(chǔ) 假定應(yīng)力均勻分布; 在假定的前提下進(jìn)行實(shí)物或模型實(shí)驗(yàn)，確定許用應(yīng)力.22 剪切的實(shí)用計(jì)算1.剪切強(qiáng)度螺栓連接22 剪切的實(shí)用計(jì)算截面法：沿剪切面m - m截開FS 平行截面的內(nèi)力稱為剪力（2

3、）切應(yīng)力實(shí)用計(jì)算假設(shè)：假設(shè)剪力均勻分布在剪切面上.22 剪切的實(shí)用計(jì)算截面法：沿剪切面m m截開FS 剪力，A 剪切面積.（1）平衡方程（2.1）1.剪切強(qiáng)度剪切面A剪切強(qiáng)度條件 材料的許用切應(yīng)力剪切面A脆性材料塑性材料 根據(jù)實(shí)驗(yàn),一般情況下，材料的許用切應(yīng)力與許用拉應(yīng)力之間存在如下關(guān)系：22 剪切的實(shí)用計(jì)算（2.2） 在與實(shí)際構(gòu)件受力情況相似條件下進(jìn)行試驗(yàn)，同樣按切應(yīng)力均勻分布假設(shè)計(jì)算，測定失效時(shí) 的極限值/安全系數(shù).有效擠壓面(1) 擠壓力擠壓：構(gòu)件局部面積的承受壓力現(xiàn)象.(2) 有效擠壓面積FFF22 剪切的實(shí)用計(jì)算F 接觸面上的合力Abs 接觸面面積2.擠壓強(qiáng)度(1) 擠壓力實(shí)用計(jì)算假

4、設(shè)：擠壓應(yīng)力在有效擠壓面上均勻分布.(2) 有效擠壓面積FFF有效擠壓面22 剪切的實(shí)用計(jì)算（2.3）2.擠壓強(qiáng)度(3) 擠壓強(qiáng)度條件（準(zhǔn)則）脆性材料塑性材料 實(shí)際擠壓面22 剪切的實(shí)用計(jì)算（2.4）實(shí)際擠壓應(yīng)力工作擠壓應(yīng)力不得超過材料的許用擠壓應(yīng)力.有效擠壓面2.擠壓強(qiáng)度當(dāng)兩個(gè)接觸構(gòu)件的材料不同時(shí)，如何確定連接強(qiáng)度？應(yīng)以連接中抵抗剪切、擠壓能力較弱的構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算.(1) 校核強(qiáng)度(2) 設(shè)計(jì)截面尺寸(3) 確定載荷22 剪切的實(shí)用計(jì)算3.剪切和擠壓強(qiáng)度計(jì)算22 剪切的實(shí)用計(jì)算 例2-1 2.5m3挖掘機(jī)減速器，軸與齒輪通過鍵連接。鍵受力 鍵 ，輪轂 ， ，校核鍵連接強(qiáng)度.解：（1）校核鍵

5、的強(qiáng)度22 剪切的實(shí)用計(jì)算解：（1）校核鍵的強(qiáng)度 例2-1 2.5m3挖掘機(jī)減速器，軸與齒輪通過鍵連接。鍵受力 鍵 ，輪轂 ， ，校核鍵連接強(qiáng)度.22 剪切的實(shí)用計(jì)算解：（2）校核擠壓強(qiáng)度 例2-1 2.5m3挖掘機(jī)減速器，軸與齒輪通過鍵連接。鍵受力 鍵 ，輪轂 ， ，校核鍵連接強(qiáng)度.22 剪切的實(shí)用計(jì)算 例2-2 高爐熱風(fēng)圍管套環(huán)與吊桿連接， 試校核銷軸連接強(qiáng)度.解：（1）校核剪切強(qiáng)度22 剪切的實(shí)用計(jì)算解：（2）校核擠壓強(qiáng)度 例2-2 高爐熱風(fēng)圍管套環(huán)與吊桿連接， 試校核銷軸連接強(qiáng)度.22 剪切的實(shí)用計(jì)算在工程實(shí)際中，利用剪切破壞.車床傳動(dòng)軸中的保險(xiǎn)銷沖床沖壓模型22 剪切的實(shí)用計(jì)算 例2

6、-3 沖床沖模，鋼板厚度 ，剪切強(qiáng)度極限 沖壓直徑 的孔，試求沖壓力F. 解：利用剪切破壞剪切面積沖壓力ttdFFbFF22 剪切的實(shí)用計(jì)算練2-1解：（1）受力分析 4個(gè)鉚釘?shù)牟牧虾统叽缦嗤袚?dān)的剪力也相同. 練2-1 鉚接頭，受力F=110 kN，鋼板厚度t=1 cm，寬度b =8.5 cm ，許用應(yīng)力=160 MPa ；鉚釘直徑d=1.6 cm，許用剪應(yīng)力=140 MPa ，許用擠壓應(yīng)力bs=320 MPa，試校核連接強(qiáng)度.（設(shè)每個(gè)鉚釘受力相等） 22 剪切的實(shí)用計(jì)算解：（1）受力分析F112233F/4ttdFFbFF 練2-1 鉚接頭，受力F=110 kN，鋼板厚度t=1 cm，寬

7、度b =8.5 cm ，許用應(yīng)力=160 MPa ；鉚釘直徑d=1.6 cm，許用剪應(yīng)力=140 MPa ，許用擠壓應(yīng)力bs=320 MPa，試校核連接強(qiáng)度.（設(shè)每個(gè)鉚釘受力相等） 22 剪切的實(shí)用計(jì)算解：（2）鉚釘剪切和擠壓剪切面擠壓面F112233F/4ttdFF 練2-1 鉚接頭，受力F=110 kN，鋼板厚度t=1 cm，寬度b =8.5 cm ，許用應(yīng)力=160 MPa ；鉚釘直徑d=1.6 cm，許用剪應(yīng)力=140 MPa ，許用擠壓應(yīng)力bs=320 MPa，試校核連接強(qiáng)度.（設(shè)每個(gè)鉚釘受力相等） 22 剪切的實(shí)用計(jì)算解：（2）鉚釘剪切和擠壓ttdFF剪切面擠壓面 練2-1 鉚接頭

8、，受力F=110 kN，鋼板厚度t=1 cm，寬度b =8.5 cm ，許用應(yīng)力=160 MPa ；鉚釘直徑d=1.6 cm，許用剪應(yīng)力=140 MPa ，許用擠壓應(yīng)力bs=320 MPa，試校核連接強(qiáng)度.（設(shè)每個(gè)鉚釘受力相等） 22 剪切的實(shí)用計(jì)算解：（3）鋼板拉伸強(qiáng)度F/4F22各截面內(nèi)力F112233F/4 練2-1 鉚接頭，受力F=110 kN，鋼板厚度t=1 cm，寬度b =8.5 cm ，許用應(yīng)力=160 MPa ；鉚釘直徑d=1.6 cm，許用剪應(yīng)力=140 MPa ，許用擠壓應(yīng)力bs=320 MPa，試校核連接強(qiáng)度.（設(shè)每個(gè)鉚釘受力相等） 22 剪切的實(shí)用計(jì)算解：（3）鋼板拉伸

9、強(qiáng)度危險(xiǎn)截面應(yīng)力F/4F22F112233F/4 練2-1 鉚接頭，受力F=110 kN，鋼板厚度t=1 cm，寬度b =8.5 cm ，許用應(yīng)力=160 MPa ；鉚釘直徑d=1.6 cm，許用剪應(yīng)力=140 MPa ，許用擠壓應(yīng)力bs=320 MPa，試校核連接強(qiáng)度.（設(shè)每個(gè)鉚釘受力相等） 22 剪切的實(shí)用計(jì)算解：（3）鋼板拉伸強(qiáng)度危險(xiǎn)截面應(yīng)力安全F/4F22F112233F/4 練2-1 鉚接頭，受力F=110 kN，鋼板厚度t=1 cm，寬度b =8.5 cm ，許用應(yīng)力=160 MPa ；鉚釘直徑d=1.6 cm，許用剪應(yīng)力=140 MPa ，許用擠壓應(yīng)力bs=320 MPa，試校核連接強(qiáng)度.（設(shè)每個(gè)鉚釘受力相等） 傳動(dòng)軸傳遞力偶矩，分析銷釘受力.銷釘受力：套的力套的力軸的力思考題1：剪切面：22 剪切的實(shí)