剪切变形分析

1、剪切变形分析第1页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星期一4.1剪切构件的受力和变形特点变形特点：两相邻截面间发生错动。 受力特点：合力大小相等、方向相反、作用线距离很小。第2页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星期一4.2 剪切和挤压的近似计算一) 剪切计算及强度条件假设剪应力在截面上均匀分布，=Q/A强度条件： =，其中： = b/nb对塑性材料：=(0.60.8)对脆性材料：=(0.81.0)第3页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星期一假设挤压应力 在截面上均匀分布， 强度条件为： 其中：二) 挤压计算和强度条件第4页，共27页，2022

2、年，5月20日，14点10分，星期一例1 已知M720N.M，D50mm，选择平键，并校核强度。剪切面挤压面P第5页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星期一1) 查机械零件手册，选出平键的宽度b=16mm,高度h=10mm,长度L=45mm，=110MPa,jy=250MPa2)求外力3)剪切强度校核：4) 校核挤压强度：5) 校核结果：由于键所受的剪应力和挤压应力均小于许用值，故所选用的平键合适。第6页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星期一第7页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星期一正应力：剪应力：应力比：通常L/h5，因此可忽略不计第8页

3、，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星期一4.3 扭转变形的特点受力特点：在垂直于杆的轴线作用有一对力偶。受力变形：杆的截面发生转动。式中：mKN.m PKw nrpm外力矩和电机功率间的关系：第9页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星期一4.4 薄壁圆筒扭转第10页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星期一变形特点：1.周向线各自绕圆筒轴线转过一定角度，转过角度不同，圆筒大小形状不变。2. 纵向线成螺旋状，微体变成平行四边形。剪应变()：由于错动而产生的转动角。扭角()：两截面发生相对转动的角度。第11页，共27页，2022年，5月20日，14点1

4、0分，星期一一) 薄壁筒扭转时的应力和变形从而有剪应变：第12页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星期一二) 剪应力互等定律力偶平衡条件：从而有：剪应力互等定律：在单元体相互垂直的两个面上，垂直于公共邻边剪应力数值相等，而他们的方向或指向邻边或背离邻边。第13页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星期一三) 剪切试验剪切虎克定律：第14页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星期一4.5 实心圆轴扭转时的应力与变形刚性平面假设：变形前为圆形截面，变形后仍保持为同样大小的圆形平面且半径仍为直线。第15页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星

5、期一第16页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星期一一) 变形几何方程二) 物理方程三) 静力平衡关系定义： 圆截面对中心的极惯矩第17页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星期一因此可得到扭转角剪应力：最大剪应力：为抗扭截面模量称为抗扭刚度第18页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星期一四) 极惯矩和抗扭截面模量的计算a. 实心圆轴b. 空心圆轴：第19页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星期一4.6 圆轴扭转时的强度和刚度条件强度条件：对于圆轴：刚度条件：第20页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星期一例1 已知

6、n=300rpm，NA=400Kw，NB=120Kw，NC=120Kw，ND=160Kw刚性实心圆轴，=30MPa，=0.3 /m，G=80MPa， 试设计轴径D第21页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星期一1 求扭矩：同理：2 求内力3 根据强度条件：4 根据刚度条件：d=0.117m取两者中的大值，说明设计中刚度是主要的因素。第22页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星期一今日习题42和412第23页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星期一习题4-2: 求圆孔最小直径 和钢板的最大厚度挤压面剪切面第24页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星期一根据挤压条件： jy jy根据剪切条件： b由此可得：d34mm由此可得：10.4mm该冲床在最大载荷作用下所能冲剪的圆孔最小直径为34mm，所能冲剪钢板的最大厚度为10.4mm第25页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，星期一习题412：校核轴的强度和刚度第26页，共27页，2022年，5月20日，14点10分，