工程力学第6章

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1、工程力学第6章连接件的实用计算与圆轴扭转6.1剪切与挤压的实用计算6.2圆轴扭转的实例及计算模型6.3薄壁圆筒的扭转6.4圆轴扭转时的应力与变形6.5圆轴扭转时的强度、刚度条件6.6圆轴扭转时的应变能6.1剪切与挤压的实用计算一、连接件螺栓连接铆钉连接6.1剪切与挤压的实用计算销轴连接平键连接6.1剪切与挤压的实用计算剪切受力特点：作用在构件两侧面上的外力合力大小相等、方向相反且作用线很近。变形特点：位于两力之间的截面发生相对错动。二、剪切(shearing)的实用计算6.1剪切与挤压的实用计算得剪应力（名

2、义剪应力）计算公式：剪应力强度条件：假设剪应力在剪切面（m-m截面）上是均匀分布的剪切面上的剪力：FS=F常由实验方法确定6.1剪切与挤压的实用计算在计算中，要正确确定有几个剪切面，以及每个剪切面上的剪力。单剪双剪6.1剪切与挤压的实用计算例6-1钢板厚度t=5mm，剪切强度极限=320MPa，若用直径d=15mm的冲头在钢板上冲孔，求冲床所需的冲压力。分布于此圆柱面上的剪力为可得冲压力：解：冲孔的过程就是发生剪切破坏的过程。剪切面面积是直径为d，高为t的圆柱面面积F6.1剪切与挤压的实用计算三、挤压（bea

3、ring）的实用计算1、挤压力—Fbs：接触面上的合力2、挤压面积：接触面在垂直Fbs方向上的投影面3、挤压强度条件（准则）：常由实验方法确定实际挤压面Fbs计算挤压面FbsFbs6.1剪切与挤压的实用计算四、应用6.1剪切与挤压的实用计算为充分利用材料，切应力和挤压应力应满足6.1剪切与挤压的实用计算例６-２图示接头，受轴向力F作用。已知F=50kN，b=150mm，δ=10mm，d=17mm，a=80mm，[σ]=160MPa，[τ]=120MPa，[σbs]=320MPa，铆钉和板的材料相同，试校核其强

4、度。解：(1)板的拉伸强度ＦＦＮx(2)铆钉的剪切强度(3)板和铆钉的挤压强度故强度足够。6.1剪切与挤压的实用计算若板与铆钉材料不同呢？6.1剪切与挤压的实用计算问题：指出下图中的剪切面和挤压面位置，写出各剪切面面积和计算挤压面面积。taFbq正方形板正方形柱FFSqFFbS挤压面剪切面6.1剪切与挤压的实用计算问题：指出下图中的剪切面和挤压面位置，写出各剪切面面积和计算挤压面面积。aaaabthFaFbFaFbS挤压面剪切面6.2圆轴扭转的实例及计算模型工程实例汽车主传动轴6.2圆轴扭转的实例及计算模型6

5、.2圆轴扭转的实例及计算模型汽车方向盘6.2圆轴扭转的实例及计算模型6.2圆轴扭转的实例及计算模型传动轴6.2圆轴扭转的实例及计算模型6.2圆轴扭转的实例及计算模型构件的受力特点：在垂直于杆件轴线的两个平面内，作用一对大小相等、转向相反的力偶。扭转变形特点：各横截面绕轴线发生相对转动，杆表面的纵向线变成螺旋线。ABOmmOBA轴:以扭转为主要变形的直杆称为轴．如：机器中的传动轴、石油钻机中的钻杆等。6.2圆轴扭转的实例及计算模型扭转角（）：任意两截面绕轴线相对转动而发生的角位移。剪应变（）：纵向线倾斜

6、的角度（直角的改变量）。mmOBA6.2圆轴扭转的实例及计算模型一、外力偶矩的计算功率为力偶在单位时间内作的功，即：其中：P—功率，千瓦（kW）n—转速，转/分（rpm）其中：P—功率，马力（PS）n—转速，转/分（rpm）1PS=735.5N·m/s,1kW=1.36PS轴所传递的功率、轴的转速与外力偶矩的关系为：6.2圆轴扭转的实例及计算模型二、扭矩及扭矩图1、扭矩(torque)：构件受扭时，横截面上的内力偶矩，记作“T”。2、截面法求扭矩mmmTx6.2圆轴扭转的实例及计算模型3、扭矩的符号规定：

7、右手螺旋法则右手拇指指向外法线方向为正(+),反之为负(-)6.2圆轴扭转的实例及计算模型4、扭矩图：表示沿杆件轴线各横截面上扭矩变化规律的图线。目的①扭矩变化规律；②

8、T

9、max值及其截面位置强度计算（危险截面）。xT6.2圆轴扭转的实例及计算模型1－1:2－2:3322113－3:1kNm2kNm2kNm解：2233m4m3m2m1ABCD11例6-36.2圆轴扭转的实例及计算模型截面上的扭矩T等于截面保留一侧所有扭转外力偶矩的代数和，外力偶矩正负号用右手螺旋法则确定：四个手指表示转向，大拇指代表方向与

10、保留侧端面外法线一致为负。5、内力方程法求扭矩：6.2圆轴扭转的实例及计算模型例6-4已知：一传动轴，n=300r/min，主动轮输入P1=500kW，从动轮输出P2=150kW，P3=150kW，P4=200kW，试绘制扭矩图。ABCDm2m3m1m4解：①计算外力偶矩6.2圆轴扭转的实例及计算模型②求扭矩（内力方程法）1-1：2-2：ABCDm2m3m1m41122333-3：6.2圆轴扭转的实