第三章剪切(讲稿).doc

第三章 剪切与挤压一、教学目标与教学内容1、教学目标解决联接件的强度计算，要求掌握剪切与挤压的概念，熟练掌握剪切与挤压的使用计算方法。2、教学内容(1) 剪切与挤压的概念及工程实例；(2) 剪切的实用计算；(3) 挤压的实用计算；(4) 连接件的实用强度计算。二、重点与难点1、重点：全部教学内容。2、难点：剪切面和挤压面的确定。通过讲解和模型演示来解决。三、教学方式 采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。四、建议学时 2学时五、实施学时六、讲课提纲一、铆钉的剪切强度计算1、剪切的概念受力特点：（见图3-1，a）作用在垂直于构件两侧面上的外力的合力大小相等、方向相反，作用线相距很近。(a) (b)图3-1变形特点：（见图3-1，b）介于这两个作用力中间部分的截面，有发生相对错动的趋势。这种变形形式称为剪切。剪切面：发生相对错动的截面称为剪切面（见图3-1，b:截面m-m）。注意：剪切面总是与作用力平行，且居于相邻的一对外力作用线之间。单剪与双剪：只有一个剪切面的称为单剪（图3-2，b）有两个剪切面的称为双剪（图3-3，c）图3-32、剪切的实用计算 铆钉所受的外力F1 指一个铆钉 n指铆钉的个数FP FP 图3-4 铆钉剪切面上的内力FQ铆钉剪切面上的内力FQ称为剪力。单剪时： 双剪时： 剪切面上的名义剪应力何谓名义剪应力？在剪切面上各点的大小及分布规律很复杂，因为：a)铆钉的短跨弯曲；b)铆钉的冷却及螺帽的拧紧，使钉杆受拉；c)钢板孔壁与钉杆的互相挤压。的计算： AQ受剪面的面积 的单位：与一样：Pa 、MPa剪切强度极限的测定图3-5剪切试验装置根据联接件的的实际受剪情况，进行直接剪切实验来得到破坏荷载。(a) (b)图3-6材料的极限应力 材料的容许应力 剪切强度条件（该剪切强度条件解决三方面的问题。） 二、铆钉与钢板的挤压强度计算1、挤压的概念何谓挤压？联接件与被联接构件互相传递压力时，相接触的表面（称承压面或挤压面）是互相压紧的，这种受力情况称为挤压。 (a) (b)图3-72、挤压的实用计算挤压力Fbs的计算搭接时：图3-8均指一侧 主板：对接时： 上、下盖板(b) (c) (d)图3-9名义挤压应力的计算何谓名义挤压应力？铆钉与钢板之间的接触面应为圆柱形曲面，挤压应力沿此挤压面的分布不均匀的（如图3-10，a）。工程上采用挤压力除以挤压面的正投影面积 （如图3-10，b 中的BCCB的面积），由此得到平均应力值称为名义挤压应力 的计算： (a) (b)图 6-10注意：挤压面是与作用力垂直的那些接触面。挤压面的正投影面面积（对于圆柱体）容许力挤压应力：=（1.7-2.0）- 轴向压缩时挤压强度条件 三、钢板的抗拉强度计算 b板宽； d铆钉直径； t板厚图3-11注意：画好钢板的轴力图。例题3-1 试对图3-11，a所示结构中的铆钉进行受力分析，并确定剪切面上的剪力及挤压力。解：绘铆钉的受力图（图3-11,b）图 6-11，b 表示了对接口左侧的一个铆钉的受力图，图中t1,t2分别表示盖板和主板的厚度。剪力计算由于这是一个对接接头，因而每一个铆钉均有两个剪切面（图3-11,c、 d）。剪切面上的剪力为式中的n是接口一侧的铆钉数目。挤压力计算图3-11由图3-11，b、c、d可见，在三个挤压面上的挤压力分别为和例题3-2 已知Fp=80KN 钢板：t1=8mm、t2=10mm ;=160MPa ; =240MPa 铆钉：d=20mm ;=280MPa; =240MPa 试校核铆钉接件的强度。图3-12解：铆钉的剪切强度校核：铆钉受单剪 则铆钉与钢板的挤压强度校核：该铆钉接件为搭接 则但钢板的抗拉强度校核：但四、结论：该铆接件满足强度要求。例题3-3 连接件板宽、厚见图3-13，a、b所示尺寸，铆接的直径d=1.9cm, 荷载Fp=180KN;若材料的容许应力为=100MPa、=80MPa、=200MPa，试对此结构进行强度校核。图3-13解：铆钉的抗剪强度校核：铆钉承受双剪 ； 则；主板与铆钉的挤压强度校核：铆钉与主板间挤压力为则主钢板（t2t1）的抗