剪切变形分析

剪切变形分析第1页，课件共27页，创作于2023年2月

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，课件共27页，创作于2023年2月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τ在截面上均匀分布，τ=Q/A强度条件：τ=[τ]，其中：[τ]=τb/nb对塑性材料：[τ]=(0.6～0.8)[σ]对脆性材料：[τ]=(0.8～1.0)[σ]第3页，课件共27页，创作于2023年2月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，课件共27页，创作于2023年2月例1已知M＝720N.M，D＝50mm，选择平键，并校核强度。剪切面挤压面P第5页，课件共27页，创作于2023年2月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，[τ]=110MPa,[σjy]=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，课件共27页，创作于2023年2月第7页，课件共27页，创作于2023年2月正应力：剪应力：应力比：通常L/h>5，因此可忽略不计第8页，课件共27页，创作于2023年2月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：m－KN.mP－Kwn－rpm外力矩和电机功率间的关系：第9页，课件共27页，创作于2023年2月4.4薄壁圆筒扭转第10页，课件共27页，创作于2023年2月变形特点：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(γ)：由于错动而产生的转动角。扭角(φ)：两截面发生相对转动的角度。第11页，课件共27页，创作于2023年2月一)薄壁筒扭转时的应力和变形从而有剪应变：第12页，课件共27页，创作于2023年2月二)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，课件共27页，创作于2023年2月三)剪切试验剪切虎克定律：第14页，课件共27页，创作于2023年2月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，课件共27页，创作于2023年2月第16页，课件共27页，创作于2023年2月一)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，课件共27页，创作于2023年2月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，课件共27页，创作于2023年2月四)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，课件共27页，创作于2023年2月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，课件共27页，创作于2023年2月例1已知n=300rpm，NA=400Kw，NB=120Kw，NC=120Kw，ND=160Kw刚性实心圆轴，[τ]=30MPa，[]=0.3º/m，G=80MPa，试设计轴径D第21页，课件共27页，创作于2023年2月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，课件共27页，创作于2023年2月今日习题

4－2和4－12第23页，课件共27页，创作于2023年2月习题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，课件共27页，创作于2023年2月根据挤压条件：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，课件共27页，创作于2023年2月习题4－12：校核轴的强度和刚度第26页，课件共