LC-chapter02-剪切与挤压的计算.ppt

1、材料力学,剪切与挤压的实用计算 时间：2012-10-10,剪切,* 多媒体材料来源于哈尔滨工业大学精品课程,为什么剪切与拉伸压缩列为一章？,为什么剪切与扭转列为一章？,剪切与挤压，扭转的关系？,剪切与联接件的关系？,剪切一章的内容有限？ 实用计算意味什么？,剪切与拉伸压缩的异同 剪切的概念和工程应用实例 剪切与挤压的异同 剪切的实用计算 挤压的实用计算 剪切与挤压的计算例题 总结,剪切受力特点： 作用在构件两侧面上的外力合力大小相等、方向相反且作用线相距很近。,变形特点： 构件沿两力作用线之间的某一截面产生相对错动或错动趋势。,压缩受力特点： 作用在构件两侧面上的外力合力大小相等、方向相反且

2、作用线与轴线重合。,变形特点： 构件轴线在受力后均匀缩短，即杆件两横截面沿杆件轴线方向产生相对的平行移动,剪切面：构件沿其发生相互错动的截面 剪力：作用线平行于剪切面,力在一条轴线上传递中有所偏离（与拉压情况不同）,联接,起联接作用的构件 联接件,被联接起来的构件 被联接件,铆接结构,螺栓联接结构,焊接结构,木榫联接结构,轴销联接结构,键联接结构,粘接结构,剪切,铆钉连接,工程实际中用到各种各样的连接，如：,螺栓连接,工程实际中用到各种各样的连接，如：,销轴连接,双剪切,工程实际中用到各种各样的连接，如：,平键连接,木榫联接,工程实际中用到各种各样的剪切，如：,工程实际中用到各种各样的剪切，如

3、：,剪切： 联接件 内力 剪切破坏,挤压： 被联接件 联接件 外力 挤压破坏,构件两部分沿剪切面发生滑移、错动,在接触区的局部范围内，产生显著塑性变形,d,剪切： 联接件 内力 剪切破坏,挤压： 被联接件 联接件 外力 挤压破坏,构件两部分沿剪切面发生滑移、错动,在接触区的局部范围内，产生显著塑性变形,联接构件 螺栓受力特点,横截面 mn, pq 上 有作用力 V 象剪刀一样，试图把螺栓从该截面处剪开 称V为剪力。引起切应力。 杆段、 受到被联接构件的挤压 引起挤压应力,被联接构件受力特点,1、 没有受剪力作用 2、同螺栓杆段、 对应半圆孔受到螺栓挤压， 有可能导致变形过大而失效（变成近似椭圆

4、孔） 3、螺栓挤压，有可能把被联接构件端部豁开 （一般将端部设计得充分长，抵御豁开力，因而对此 不计算）,/ide110-1/lessons/01/shear/bolted_connections.gif,剪切破坏,挤压破坏,拉伸破坏,拉伸破坏,为保证设计的安全, 必须对联接件、被联接构件 进行强度计算： 联接件 切应力，挤压应力 被联接构件 挤压应力 切应力、挤压应力的分布函数很复杂，需用有限元等数值方法计算（如挤压应力属于接触问题） 为了方便工程，提出实用计算 ,实用计算： 根据构件的破坏可能性，以直接试验为基础，有较为近似的名义应力公式来进行构件的强度计

5、算的方法。 工程中的螺栓、铆钉和键等联接件，本身的尺寸不大，而精确的应力计算却相当复杂，大都采用实用计算方法,名义剪应力： 假设剪应力在整个剪切面上均匀分布，即剪切面上的剪应力等于其平均剪应力。,算出剪力（根据静力平衡） 计算名义切应力（或平均切应力） 强度校核,名义切应力计算公式：,剪切强度条件：,名义许用切应力 常由实验方法确定,实用计算中假设切应力在剪切面（m-m截面）上是均匀分布的,剪切的实用计算 内力 切应力 剪切强度条件,剪切面上的内力 用截面法,剪切强度条件同样可解三类问题,挤压力不是内力，而是外力,挤压面的计算面积,挤压的实用计算 外力 应力 挤压强度条件,挤压强度条件：,剪切

6、强度条件：,脆性材料：,塑性材料：,可从有关设计规范中查得,在联接件中通常同时出现 挤压应力和切应力 但二者有明显区别,挤压应力计算面积 实际挤压面在垂直挤压力 方向上的投影,注意：实际挤压面是半圆柱 切应力 1、计算面积是剪力的真实作用区 2、名义切应力是真实的平均切应力 挤压应力 1、计算面积不一定是挤压力真实作用区 2、名义挤压应力不一定是平均挤压应力,求剪力，挤压外力 判断剪切面，挤压面 强度计算 铆接 螺栓分布,个数 轴销 平键 木榫 剪切、挤压 强度计算 强度校核 几何尺寸 许用载荷,剪切面：AB, CD, BC,挤压面：BB, DD,题2-55,剪切面：AB, CD, BC,挤压

7、面：AA, CC,A,题2-55,剪切面：AB,题2-55,剪切面：AB,挤压面：BC,题2-55,题2-55,bl,ab,对木块, P,lb, P,db,对钢板,pdh,P,P,例 已知：d =2 mm，b =15 mm，d =4 mm，t =100 MPa， s bs =300 MPa，s =160 MPa。 试求：F,解： 1、剪切强度,2、挤压强度,3、钢板拉伸强度,解： 1、剪切强度,例 已知：F = 80 kN, d = 10 mm, b = 80 mm, d = 16 mm, t = 100 MPa, s bs = 300 MPa, s = 160 MPa,试校核接头的强度,搭接接头,解：1. 接头受力分析,当各铆钉的材料与直径均相同，且外力作用线在铆钉群