《工程力学》课件-项目6：剪切与挤压

剪切的概念职业教育专业教学资源库——数控技术剪切的概念1.连接件在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件。

连接件虽小，起着传递载荷的作用。FF螺栓连接特点：可传递载荷，可拆卸。

剪切的概念铆钉无间隙FF铆钉连接特点：耐冲击、抗震性非常好，钉杆与钉孔间无间隙，可传递一般力，不可拆卸。键连接M轴键齿轮特点：传递扭矩，可拆卸。1.连接件剪切的概念2.受力特点和变形特点FFnn（合力）（合力）FF以铆钉为例：受力特点构件受两个到大小相等、方向相反、作用线相互很近的平行力系作用。变形特点构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动。剪切的概念2.受力特点和变形特点nn（合力）（合力）FF剪切面构件将发生相互的错动面，如n–n。剪切面上的内力内力—剪力Q

，其作用线与剪切面平行。FnnQ剪切面剪切的概念2.受力特点和变形特点剪切的受力与变形特点沿构件两侧作用，大小相等、方向相反、作用线平行且相距很近的两外力，夹在两外力作用线之间剪切面发生了相对错动。nn（合力）（合力）FFFnnQ剪切面剪切的概念3.连接处破坏三种形式剪切破坏沿铆钉的剪切面剪断，如沿n–n面剪断。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。nn（合力）（合力）FFFnnQ剪切面拉伸破坏钢板在受铆钉孔削弱的截面处，应力增大，易在连接处拉断。课堂练习1判断题剪切受力的特点是：大小相等，方向相同。()2键受剪力作用，一定会不发生变形。()××剪切的实用计算职业教育专业教学资源库——数控技术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。剪切的实用计算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。构件体积不大，真实应力相当复杂情况，如连接件等。实用计算假设适用剪切的实用计算剪切面--AQ

：错动面。剪力--Q：剪切面上的内力。名义剪应力--

：nn（合力）（合力）FFFnnQ剪切面剪切强度条件（准则）：其中：工作应力不得超过材料的许用应力。123剪切的实用计算许用切应力[τ]与许用应力[σ]关系塑性材料

[τ]=（0.75-0.8）[σ]脆性材料

[τ]=（0.8-1.0）[σ]剪切的实用计算利用剪切强度准则，可以解决连接件剪切强度计算的三类问题

利用剪切强度准则，校荷强度

利用剪切强度准则，计算截面利用剪切强度准则，确定许用载荷剪切的实用计算例子木榫接头如图所示，a=b=12cm，h=35cm，c=4.5cm，F=40KN，试求接头的剪应力。解：受力分析如图FFbFFachFF剪切面和剪力为∶剪应力∶拉弯组合变形职业教育专业教学资源库——数控技术杆件发生两种或两种以上的基本变形称为组合变形。组合变形组合变形既发生拉伸或压缩变形，又发生弯曲变形。拉弯或者压弯组合变形FFaM=FaM=FaF'=FF'=F外力向轴线简化，得到一平移力和一附加力偶。外力分析组合变形F'

N

wM=Fa应力分析=+F'

maxM=Fa

最大正应力发生在弯矩最大截面上（下）边缘的点上，该截面称为危险截面，该点称为危险点，其强度准则为轴向拉伸弯曲应用举例例1图示钻床，已知钻削力F=15kN，偏心距e=0.4m，圆截面铸铁立柱的直径d=125mm，许用拉应力[

+]=35MPa，许用压应力[

-]=120MPa，试校核立柱的强度。M'F'=F

+max解：1.外力分析

外力向立柱轴线平移,得到一平移力和一附加力偶。2.计算内力

3.强度计算

由于立柱材料为铸铁，其抗压性能优于抗拉性能，故应对立柱截面右侧边缘进行拉应力强度校核，即所以，立柱的强度满足。应用举例例2图示图简易起吊机，其最大起吊重量F=15.5kN，横梁AB为工字钢，许用应力[

]=170MPa，若梁的自重不计，试按正应力强度准则选择工字钢的型号。2.内力分析

3.选工字钢型号用弯曲正应力准则进行初选，再按拉（压）弯强度进行校核。

4.校核选№14a,Wz=102cm3,A=21.5cm2解：1.变形和外力分析横梁AB简化为简支梁，电葫芦移动到梁跨中点是梁xMFNxGl/4FByFBxFBFAxFAxFAy=FBy=G/2=7.75kN

FAx=FBx=FBy×ctanα=7.75×3.4/1.5=17.57kN危险状态。将拉杆BC的作用力FB分解为FBx和FBy得FAyG自锁现象

主动力合力与接触面法线间的夹角

摩擦角（全反力与接触面法线间的夹角的最大值）。自锁条件斜面与螺纹自锁斜面自锁条件简易