材料力学挤压与拉伸-强度计算

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1、第七章拉伸、压缩与剪切§剪切和挤压实用计算第七章第三节连接件的强度计算第七章第三节连接件的强度计算一.剪切实用计算1.工程上的剪切件有以下特点：1）受力特点：杆件两侧作用大小相等，方向相反，作用线相距很近的外力2）变形特点：两外力作用线间截面发生错动，由矩形变为平行四边形.第七章第三节连接件的强度计算第七章第三节连接件的强度计算上刀刃下刀刃nnFFFFS剪切面剪切实用计算中，假定剪切面上各点处的切应力相等，于是得剪切面上的名义切应力为：——剪切强度条件，剪切面为圆形时，其剪切面积为：对于平键，其剪切面积为：第七章第三节连接件的强度计算[t]构件许用剪切应力例图示装置常用来确定胶接处的抗剪强度

2、，如已知破坏时的荷载为10kN，试求胶接处的极限剪（切）应力。③①②胶缝30mm10mmF①FSFSF解：第七章第三节连接件的强度计算例如图螺钉，已知：[]=0.6[]，求其d:h的合理比解:hFd当s，t分别达到[t]，[s]时，材料的利用最合理剪切面dh第七章第三节连接件的强度计算挤压：联接和被联接件接触面相互压紧的现象。有效挤压面：挤压面面积在垂直于总挤压力作用线平面上的投影。挤压时，以P表示挤压面上传递的力，Abs表示挤压面积，则挤压应力为---材料的许用挤压应力，式中：一般第七章第三节连接件的强度计算二、挤压实用计算FF挤压面FF压溃(塑性变形)挤压计算对联接件与被联接件都需进

3、行第七章第三节连接件的强度计算挤压强度条件：挤压许用应力：由模拟实验测定①挤压面为平面，计算挤压面就是该面②挤压面为弧面，取受力面对半径的投影面挤压应力tdFbs挤压力计算挤压面Abs=td第七章第三节连接件的强度计算对圆截面：如右图所示。对于平键:第七章第三节连接件的强度计算h/2bldOFSnnFsFbsFMennOMe校核键的剪切强度：校核键的挤压强度：例图示轴与齿轮的平键联接。已知轴直径d=70mm，键的尺寸为b×h×l=20×12×100mm，传递的力偶矩Me=2kN·m，键的许用切应力[t]=60MPa，[s]bs=100MPa。试校核键的强度。强度满足要求第七章第三节连接件的强

4、度计算例电瓶车挂钩由插销联接，如图示。插销材料为20钢，[τ]=30MPa，[σbs]＝100MPa，直径d=20mm。挂钩及被联接的板件的厚度分别为t=8mm和1.5t=12mm。牵引力F=15kN。试校核插销的强度。第七章第三节连接件的强度计算失效：由于材料的力学行为而使构件丧失正常功能的现象。断裂和出现塑性变形统称为失效。脆性材料拉max=b拉塑性材料max=s拉压构件材料的失效判据：脆性材料压max=b压第七章第三节连接件的强度计算§失效、安全因素和强度计算I.材料的拉、压许用应力塑性材料：脆性材料：许用拉应力其中，ns——对应于屈服极限的安全因数其中，nb——对应于拉、

5、压强度的安全因数第七章第三节连接件的强度计算许用压应力II.拉(压)杆的强度条件其中：smax——拉(压)杆的最大工作应力；[s]——材料拉伸(压缩)时的许用应力。第七章第三节连接件的强度计算III.关于安全因数的考虑（1）理论与实际差别：考虑极限应力(ss，s0.2，sb，sbc)、横截面尺寸、荷载等的变异，以及计算简图与实际结构的差异。（2）足够的安全储备：使用寿命内可能遇到意外事故或其它不利情况，也计及构件的重要性及破坏的后果。安全系数的取值：安全系数是由多种因素决定的。可从有关规范或设计手册中查到。在一般静载下，对于塑性材料通常取为1.5～2.2；对于脆性材料通常取为3.0～5.0，

6、甚至更大。第七章第三节连接件的强度计算Ⅳ.强度计算的三种类型(3)许可荷载的确定:FN,max≦A[s](2)截面选择：(1)强度校核：第七章第三节连接件的强度计算1．概念等截面直杆受轴向拉伸或压缩时，横截面上的应力是均匀分布的。由于实际需要，有些零件必须有切口、切槽、油孔、螺纹、轴肩等，以致在这些部位上截面尺寸发生突然变化。实验结果和理论分析表明，在零件尺寸突然改变处的横截面上，应力并不是均匀分布的。2．应力集中——由于杆件外形突然变化，而引起局部应力急剧增大的现象，称为应力集中。§7-4应力集中的概念第七章第四节应力集中第七章第四节应力集中由于杆件横截面骤然变化而引起的应力局部骤然增大。

7、第七章第四节应力集中理论应力集中因数：它反映了应力集中的程度，为大于1的因数。具有小孔的均匀受拉平板，K≈3。第七章第四节应力集中试验结果表明：截面尺寸改变得越急剧、角越尖，孔越小，应力集中的程度就越严重。因此，零件应尽量避免带尖角的孔和槽，对阶梯轴的过渡圆弧，半径应尽量大一些。应力集中对强度的影响塑性材料制成的杆件受静荷载情况下：荷载增大进入弹塑性极限荷载第七章第四节应力集中均匀的脆性材料或塑性差的材料(如