工程力学材料力学第九章.ppt

第二章 剪切 2-1 工程实际中的剪切问题 2-2 剪切的实用计算 螺栓连接铆钉连接 销轴连接 2-1 工程实际中的剪切问题 平键连接 榫连接 焊接连接 铆钉连接 铆钉(销轴）连接 榫连接 剪切受力特点：作用在构件两侧面上的外力合力大小相 等、方向相反且作用线相距很近。 变形特点：构件沿两力作用线之间的某一截面产生相 对错动或错动趋势。 F F 铆钉连接 剪床剪钢板 剪切面 剪切的概念 剪切受力特点：作用在构件两侧面上的外力合力大小相 等、方向相反且作用线相距很近。 变形特点：构件沿两力作用线之间的某一截面产生相 对错动或错动趋势。 F F 铆钉连接 剪切受力特点：作用在构件两侧面上的外力合力大小相 等、方向相反且作用线相距很近。 变形特点：构件沿两力作用线之间的某一截面产生相 对错动或错动趋势。 铆钉双剪切 双剪切 剪切面 1-2 剪切的实用计算 1、剪且强度 F F 剪切面上必然存在和外力大小相等方 向相反的内力,称剪力,用FS表示,由平 横方程得 两钢板用铆钉连接，当给它拉力作 用时，F过大，铆钉可能沿m-m截 面剪断，m-m截面叫剪切面 剪切实用计算公式： :剪切面上的切应力 FS:剪切面上的剪力 A :剪切面面积 假设应力在剪切面（m-m截面）上均匀分布 切应力强度条件：由实验方法确定 2、剪切强度条件 一个剪切面 二个剪切面 剪切破坏条件 车床上的保险销,当载荷增加到某一数值 时,保险销即被剪断,从而保护车床的重要部件. 冲床冲头能剪断工件得到需要的形状,对这类问 题所要求的破坏条件为 3、挤压强度 挤压的实用计算 F F 在铆钉连接中，在铆钉与钢板相互接触的侧面上，将发生彼此间的 局部承压现象，称为挤压。在接触面上的压力，称为挤压力Fbs 挤压力过大，可能引起螺栓压扁或钢板在孔缘压皱，从而导致连接 松动而失效 挤压力不是内力，而是外力 挤压面的计算面积 挤压的实用计算 F F 实用计算中，名义挤压应力公式 实际的挤压面是半个圆柱 面，而在实用计算中用其直 径平面Abs来代替 挤压强度条件： 剪切强度条件： 脆性材料： 塑性材料： 可从有关设计规范中查得 为充分利用材料，切应 力和挤压应力应同时满足强 度条件 剪切和挤压的实用计算 例题3-2 平键连接 图示齿轮用平键与轴连接， 已知轴的直径d=70mm，键的尺寸 为 ， 传递的扭转力偶矩Me=2kNm，键 的许用应力=60MPa， = 100MPa。试校核键的强度。 O F d Me n n h b (a) FS Me nn O (b) 0.5h FS n n b (c) 目目 录录 2-13 剪切和挤压的实用计算 解：（1）校核键的剪切强度 由平衡方程得 （2）校核键的挤压强度 由平衡方程得 或 平键满足强度要求。 目目 录录 例题例题4 4 一销钉连接如图一销钉连接如图所示，所示， 已知外力已知外力 F F=18kN,=18kN,被连接的构件被连接的构件 A A 和和 B B 的厚度分别为的厚度分别为 t t=8mm =8mm 和和 t t1 1 =5mm ,=5mm ,销钉直径销钉直径 d d=15mm ,=15mm , 销钉材料的许用销钉材料的许用切切应力为应力为 = 60MPa = 60MPa , ,许用挤压应力为许用挤压应力为 bSbS = 200MPa . = 200MPa . 试校核销钉的强度试校核销钉的强度. . t1 F F A tt1 B d t1 F F A tt1 B d 解解: (1): (1)销钉受力如图销钉受力如图b b所示所示 d F 剪切面 挤压面挤压面 d F 挤压面挤压面 F F FQ Q F FQ Q (2)(2)校核剪切强度校核剪切强度 由截面法得两个面上的由截面法得两个面上的剪力剪力 剪切面积为剪切面积为 (3)(3)挤压强度校核挤压强度校核 这两部分的挤压力相等，故应取长度这两部分的挤压力相等，故应取长度 为为t t的中间段进行挤压强度校核的中间段进行挤压强度校核. . 故销钉是安全的故销钉是安全的. . 剪切面 D d h F (1)(1)销钉的剪切面面积销钉的剪切面面积 A A (2)(2)销钉的挤压面面积销钉的挤压面面积 A AbS bS 思考题思考题 挤压面挤压面 D d h F 挤压面挤压面 剪切面剪切面 h d 例题例题5 5一铆钉接头用四个铆钉连接两块钢板一铆钉接头用四个铆钉连接两块钢板. . 钢板与铆钉材钢板与铆钉材 料相同料相同. . 铆钉直径铆钉直径 d d =16mm =16mm，钢板的尺寸为，钢板的尺寸为 b b =100mm =100mm， t t =10mm =10mm，F F = 90kN = 90kN，铆钉的许用应力是，铆钉的许用应力是 =120MPa =120MPa， bSbS =120MPa =120MPa，钢板的许用拉应力钢板的许用拉应力 =160MPa. =160MPa. 试校核铆钉试校核铆钉 接头的强度接头的强度. . F F t t F F b F F t t (1) (1) 校核铆钉的剪切强度校核铆钉的剪切强度每个铆钉受力为 每个铆钉受力为 F F/4/4 每个铆钉受剪面上的剪力为每个铆钉受剪面上的剪力为 F F b F F/4/4 F F/4/4 剪切面剪切面 (2) (2) 校核铆钉的挤压强度校核铆钉的挤压强度 每个铆钉受挤压力为每个铆钉受挤压力为F F/4/4 F F/4/4 F F/4/4 剪切面剪切面 挤压面挤压面 (3)(3)校核钢板的拉伸强度校核钢板的拉