材料力学第二章拉压(4)..ppt

受力特点:作用在构件两侧面上的横向外力的合力大小相等,方向相反,作用线相互平行且相距很近。
变形特点:两力间的横截面发生相对错动,其它变形形式可以忽略不计的变形形式叫做剪切。
剪切件:连接件中主要发生剪切变形的构件称为剪切件。
剪切面:发生相对错动的横截面称为剪切面。剪切面位于两作用力之间,且与外力作用线平行。只有一个剪切面的叫单剪,有两个剪切面的叫双剪。
第2-13节剪切和挤压的实用性计算
一、剪切变形有关概念:
剪板机、冲床如何工作的?
P
P
P
P
P
P
比较:用剪刀剪布料,与用钳子剪钢丝的不同。
二、剪切强度的实用计算: (近似计算)
剪力:为了保持平衡,在剪切面内必然有与外力P大小相等,方向相反的内力存在,这个内力叫做剪力Q(FS) 。
剪应力τ:对于剪切构件,可以用单位面积上的剪力来衡量内力的聚集程度,称为剪应力τ。
假设剪应力均匀地分布在剪切面上,按此算出的平均剪应力称为名义剪应力。
剪应力在剪切面上的分布情况是非常复杂的,工程上往往采用实用计算的方法。
注意:确定剪切面积是解题的关键。
剪切面
剪应力
剪力
剪应力计算公式:
剪切强度条件为:
剪切面上的剪力(FS)
剪切面面积
材料的许用剪应力
在剪切强度条件中所采用的许用剪应力,是在与构件的实际受力情况相似的条件下进行试验,并同样按剪应力均匀分布的假设计算出来的。
根据实验,一般情况下,材料的许用剪应力[τ]与许用拉应力[σ] 之间有以下关系:
对塑性材料

对脆性材料
螺栓剪切面面积的计算:
单键剪切面面积计算:
取单键下半部分进行分析,则受剪切单键剪切面面积:
剪切面
l
b
h
合力
l
b
剪切面
剪切力
三、挤压变形有关概念:
挤压破坏特点:承受剪切的构件在发生剪切变形的同时都伴随有挤压,构件互相接触的较小区域表面上,因承受了较大的压力作用,使接触处的局部区域发生显著的塑性变形或被压碎。
挤压力:作用在接触面上的压力;
挤压变形:在接触处产生的变形。
挤压面:挤压力的作用面,与挤压力方向垂直。
挤压应力:由于挤压力而引起的应力,以bs 表示.
挤压力分布情况
挤压变形
铆钉或螺栓连接挤压面积的确定:
挤压面为上半个圆周面
挤压面为下半个圆周面
近似计算:直径平面面积(投影面积)
l
b
h
l
b
挤压面
四、挤压强度的实用计算: (近似计算)
与剪切应力的分布一样,挤压应力的分布也非常复杂,工程上往往采取实用计算的办法,一般假设挤压应力平均分布在挤压面上:
挤压力
挤压面面积
许用挤压应力
挤压强度条件为
注意:因为挤压变形是各个构件之间的相互作用,当构件材料不同,挤压面积不同时,应注意分析危险构件,以联结中抵抗挤压能力弱的构件来进行挤压强度计算。
确定剪切面积和许用挤压应力是解题的关键。
根据实验,一般情况下,材料的许用挤压应力与许用拉应力[σ] 之间有以下关系:
对塑性材料
对脆性材料
例题2-1 , b=28mm, h=16mm, P=, l2=70mm, R=14mm, 键[]=87MPa,轮毂[bs] = 100 MPa,校核键连接强度。
解:(1)校核剪切强度
键的受力情况如图所示,此时剪切面上的剪力为 Q=P==12100N
啮合力
圆周力