肖梅玲-工程力学-第4章：剪力

1、,1.剪切的工程实例,4-1 连接件的强度计算,7-1 连接件的强度计算,铆钉连接,销轴连接,4-1 连接件的强度计算,平键连接,焊接连接,4 连接件的强度计算,4-1 剪切的实用计算,受力特点：外力大小相等、方向相反、相距很近、垂直于轴线。 构件受剪切时内力计算用截面法, 其内力称为剪力, 并且剪力与剪切面平行.,变形特点：横截面发生相对错动变形。,剪切变形,4 连接件的实用计算法,以螺栓(或铆钉)连接为例，,螺栓破坏实验表明,连接处的破坏可能性有三种：,(1)螺栓在两侧与钢板接触面的压力F作用下，将沿m-m截面被剪断；,(2)螺栓与钢板在相互接触面上因挤压而使连接松动；,(3)钢板在受螺栓

2、孔削弱的截面处被拉断。,其他的连接也都有类似的破坏可能性。,在局部面积上的受压称为挤压或承压。相当复杂的问题。 工程上对螺栓连接的强度计算，均采用直接实验为依据的实用计算。,1. 剪切的实用计算,剪切面: 螺栓将沿两侧外力之间、与外力作用线平行的截面mm发生相对错动，这种变形形式为剪切。m-m截面发生剪切变形,称为剪切面,用截面法，可得剪切面上的内力，即剪力FS。,在剪切实用计算中，假设剪切面上各点处的切应力相等，得剪切面上的名义切应力和剪切的强度条件,FS为剪切面上的剪力； AS为剪切面的面积。 注意：1. 剪力与剪切面平行. 2. 连接件计算中，连接件材料的许用切应力是通过直接试验得; 可

3、在有关的设计规范中查到。,对大多数的连接件(或连接)来说，剪切变形及剪切强度是主要的。,切应力强度条件：,4-1 剪切的实用计算,假设受剪面上各点处的剪应力相等,即剪应力在截面上均匀分布,可得,注意：对于有多个剪切面的情况,剪力计算时要相应的除以几个剪切面.如有两个剪切面,那么实际的剪力是外荷载的原来的1/2,而不是仍然等于外载荷的大小.,例 图示的销钉连接中，构件A通过安全销C将力偶矩传递到构件B。已知荷载F=2kN，加力臂长l=1.2m，构件B的直径D=65mm，销钉的极限切应力u=200MPa。试求安全销所需的直径d。,解：取构件B和安全销为研究对象，其受力为,由平衡条件,剪力为,剪切面

4、积为,当安全销横截面上的切应力达到其极限值时，销钉被剪断，即剪断条件为,解得,4-2. 挤压的实用计算,分析受力、确定挤压面: 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,在螺栓连接中，在螺栓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,1.挤压的实用计算,在连接件的接触面上存在局部受压,该局部受压处的压缩力称为挤压力,由挤压力引起的应力称为挤压应力.假设应力在挤压面上是均匀分布的,得实用挤压应力公式,*注意挤压面面积的计算 挤压面面积在垂直于总挤压力作用线平面上的投影。,4-2 挤压的实用计算,bs是通过直接试验，并按上式得到材料的极限挤压应力，从而确定之。,名义挤压应力和挤压强度条件,挤压强度条件：,脆性材料：,塑性材料：,4-2 挤压的实用计算,F-挤压面上的作用力;Abs为受挤压面的投影面积.,4 连接件的强度计算,为充分利用材料，切应力和挤压应力应满足,4 连接件的强度计算,图示接头，受轴向力F 作用。已知F=50kN，b=150mm，=10mm，d=17mm，a=80mm，=160MPa，=120MPa，bs=320MPa，铆钉和板的材料相同，试校核其强度。,2.板