§2.13剪切和挤压的实用计算

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1、§2-13剪切和挤压的实用计算连接件的工作应力与强度本单元主要讨论：1外力与连接件轴线垂直连接件横截面发生错位我们将错位横截面称为剪切面一.剪切实用计算§2-13剪切和挤压的实用计算工程实例：FFmm剪床FFmm构件受力构件变形剪切面受力特点和变形特点：构件受一对大小相等、方向相反、作用线平行且相距很近的外力作用,作用的结果使构件沿两个力作用线之间的截面发生相对错动1、剪切变形的特点FF单剪与双剪FFFF/2F/22单键连接花键连接单键连接的受力分析dMF3剪切强度条件：实用计算：——FF剪力——以铆钉为例研究其受力根据截面法FF设剪切面上所受的内力用Fs表示Fs称为“剪力”FsFs由

2、平衡条件：Fs=F切应力τFs式中，τ为切应力Fs为剪力，A为剪切面面积（2.23）[τ]为许用切应力塑性材料：[τ]=(0.6~0.8)[σ]脆性材料：[τ]=(0.8~1.0)[σ]2.剪切强度的计算41.受剪切螺栓剪切面面积的计算：d2.受剪切单键剪切面面积计算：取单键下半部分进行分析假设单键长宽高分别为lbhlbh则受剪切单键剪切面面积：剪切面剪切力5例2.14插销材料为20钢，[t]=30MPa，直径d=20mm,挂钩及连接件的厚度分别为t=8mm,1.5t=12mm,P=15kN。求：校核插销的剪切强度.解：插销受力如图。具有两个剪切面：m-m,n-n双剪问题。取两

3、个剪切面之间的杆为研究对象，受力如图。FFsFsnnmmFFmmnnFF/2F/2剪切面的面积结论：满足剪切强度要求。6例：2.15tddt冲头凹模工件钢板厚t=10mm,其剪切极限应力tu=300MPa。求：要冲出直径d=25mm的孔，需多大冲剪力F？解：剪切面是哪一个面？剪切面的面积7二.挤压的实用计算1、关于挤压现象一般来讲，承受剪切的构件在发生剪切变形的同时都伴随有挤压挤压破坏的特点是：在构件相互接触的表面，因承受了较大的压力，是接触处的局部区域发生显著的塑性变形或挤碎作用于接触面的压力称为挤压力挤压力的作用面称为挤压面在挤压力作用下接触面的变形称为挤压变形8挤压面为上半个圆周

4、面下半部分挤压面2.键连接上半部分挤压面挤压面为下半个圆周面1.铆钉或螺栓连接92、挤压强度的计算由挤压力引起的应力称为挤压应力与剪切应力的分布一样，挤压应力的分布也非常复杂，工程上往往采取实用计算的办法，一般假设挤压应力平均分布在挤压面上挤压力挤压面面积许用挤压应力关于挤压面面积的确定键连接:lhb铆钉或螺栓连接:hd挤压力分布10剪切与挤压的主要区别:剪切面与外力平行挤压面与外力垂直剪切应力为剪应力挤压应力为正应力剪切面计算铆钉与螺栓键挤压面计算11例2.16d=70mm,键的尺寸为bhl=2012100mm，力偶m=2kNm,键的[t]=60MPa,[sbs]=100MP

5、a。校核键的强度。剪切面上的剪力取键的下半部分和轴，受力如图odFnnhbhMeoFsnnMe解：1)校核键的剪切强度122)校核键的挤压强度挤压力取键的上半部分，受力如图Fsbh/2LF有效挤压面挤压应力满足挤压强度要求。13例2.58凸缘联轴节传递的力偶矩Me＝200N·m，凸缘之间用4只螺栓相联接，螺栓直径d＝10mm，对称地分布在D=80mm的圆周上，已知螺栓和轴的材料均为35号钢，其许用应力[]=60MPa,试校核螺栓的剪切强度。凸缘解:14例2.63车床的传动光杆装有安全联轴器，当超过一定载荷时，安全销即被剪断，已知安全销的材料为30钢，剪切极限应力τu=360MPa，安

6、全销的直径d=5mm试求光杆可传递的最大力偶矩Me.解：与冲床工作原理相同，属剪切强度计算的反向题Me=FSD(D=φ)剪断条件为：即：故：15例2-64已知材料的剪切许用应力[τ]和拉伸的许用应力[σ]之间关系约为：[τ]=0.6[σ]，试求螺钉直径d和钉头高度h的合理比值。解：（1）拉伸强度条件为（2）剪切强度条件为FS=F故：Fh16例2.56试校核图所示联接销钉的剪切强度。己知P=100kN，销钉直径d=30mm，材料的许用切应力[τ]=60MPa。若强度不够，应改用多大直径的销钉？解:PP172-67用夹剪剪断直径d1=3mm的铅丝如图,若铅丝的极限切应力约为[τ]=100M

7、Pa，试问需多大的P？若销钉B的直径为d2=8mm，试求销钉内的切应力。解:计算需要的P力计算销钉B铅丝的剪切力计算销钉B的切应力QF182.65一木质拉杆接头部分如图所示，接头处的尺寸为a＝b＝12cm，h=35cm,c=4.5cmP=40KN,试计算接头的剪切与挤压应力解:按剪切与挤压强度理论计算：FFahhcFFb19dtFbF格板拉杆例：四个相同的铆钉联接格板和拉杆。已知铆钉和拉杆材料相同。b=80mm，t=10mm，d=16mm，[τ