材料力学课件 第2章2剪切变形

材料力学

连接件的剪切与挤压强度计算

连接实例

耳片销钉螺栓销销钉

连接实例

焊接的齿轮结构焊接焊接的减速箱体

键联接

剪切破坏

工程中常用的连接件，是连接拉压杆之间的构件，如销钉、铆钉、螺栓等一、连接件的受力特点和变形特点：1、连接件剪切

在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件。例如：螺栓、铆钉、键等。连接件虽小，起着传递载荷的作用。特点：可传递一般力，可拆卸。PP螺栓PP特点：可传递一般力，不可拆卸。如桥梁桁架结点处于它连接。剪切m轴键齿轮特点：传递扭矩。2、受力特点和变形特点：剪切nn（合力）（合力）PP以铆钉为例：①受力特点：构件受两组大小相等、方向相反、作用线相互很近（差一个几何平面）的平行力系作用。②变形特点：构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动。剪切nn（合力）（合力）PP③剪切面：构件将发生相互的错动面，如n–n

。④剪切面上的内力：内力—剪力Fs

，其作用线与剪切面平行。PnnFs剪切面剪切nn（合力）（合力）PP3、连接处破坏三种形式：①剪切破坏沿铆钉的剪切面剪断，如沿n–n面剪断

。②挤压破坏铆钉与钢板在相互接触面上因挤压而使溃压连接松动，发生破坏。

③拉伸破坏PnnFs剪切面钢板在受铆钉孔削弱的截面处，应力增大，易在连接处拉断。剪切二、剪切的实用计算

实用计算方法：根据构件的破坏可能性，采用能反映受力基本特征，并简化计算的假设，计算其名义应力，然后根据直接试验的结果，确定其相应的许用应力，以进行强度计算。适用：构件体积不大，真实应力相当复杂情况，如连接件等。

实用计算假设：假设剪应力在整个剪切面上均匀分布，等于剪切面上的平均应力。剪切1、剪切面--As：错动面。

剪力--Fs剪切面上的内力。2、名义剪应力--：3、剪切强度条件（准则）：nn（合力）（合力）PPPnnFs剪切面工作应力不得超过材料的许用应力。三、挤压的实用计算1、挤压力―Fb：接触面上的合力。剪切

挤压：构件局部面积的承压现象。挤压力：在接触面上的压力，记Fb。假设：挤压应力在有效挤压面上均匀分布。2、挤压面积：接触面在垂直Fb方向上的投影面的面积。3、挤压强度条件（准则）：

工作挤压应力不得超过材料的许用挤压应力。剪切挤压面积以耳片销钉介绍分析方法剪切强度条件：[t]-许用切应力假设：剪切面上的切应力均匀分布剪切面切应力公式：挤压破坏－在接触区的局部范围内，产生显著塑性变形挤压应力－挤压面上的应力耳片销钉挤压面－连接件间的相互挤压接触面挤压计算几个概念

挤压强度条件[sbs]-许用挤压应力最大挤压应力

dd：

数值上等于受压圆柱面在相应径向平面上的投影面积焊缝剪切计算焊接的有效剪切面焊接连接件的实用计算方法四、应用剪切PP例木榫接头如图所示，a=b

=12cm，h=35cm，c=4.5cm,

P=40KN，试求接头的剪应力和挤压应力。解：：受力分析如图∶：剪应力和挤压应力剪切面和剪力为∶

挤压面和挤压力为：剪切PPPPbachmdP解：键的受力分析如图例2

齿轮与轴由平键（b×h×L=20×12×100）连接，它传递的扭矩m=2KNm，轴的直径d=70mm，键的许用剪应力为[]=60M

Pa，许用挤压应力为[bs]=100MPa，试校核键的强度。剪切mbhL综上，键满足强度要求。剪应力和挤压应力的强度校核剪切mdPbhL解：受力分析如图例

一铆接头如图所示，受力P=110kN，已知钢板厚度为t=1cm，宽度

b=8.5cm，许用应力为[

]=160MPa；铆钉的直径d=1.6cm，许用剪应力为[]=140MPa，许用挤压应力为[bs]=320MPa，试校核铆接头的强度。（假定每个铆钉受力相等。）剪切bPPttdPPP112233P/4钢板的2--2和3--3面为危险面剪应力和挤压应力的强度条件综上，接头安全。剪切ttdPPP112233P/4基于螺栓的受力分析，容易预测出螺栓可能的失效形式

（1）在截面mn,pq处被剪断（2）受挤压部分的半圆被“挤扁”（近似半椭圆）照片中的螺栓产生了塑性变形