《二三章剪切和扭转》ppt课件

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1、第二章剪切与挤压键连结和铆钉连接件应力计算本单元主要讨论：2-1剪切问题1、剪切变形的特点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2、受剪切构件的主要类型一、铆钉类铆钉连接螺栓连接PP螺栓受力情况受剪切面为两组力分界面内力外力要平衡二、键类单键连接花键连接单键连接的受力分析dMF2-2剪切强度的工程计算PP以螺栓为例剪切面F将螺栓从剪切面截开，由力的平衡，有：F为剪切内力，即剪应力在剪切面上的合力，我们称之为剪力P剪应力在剪切面上的分布情况是非常复杂的工程上往往采用实用计算的方法可见，该实用计

2、算方法认为剪切剪应力在剪切面上是均匀分布的。许用剪应力上式称为剪切强度条件其中，F为剪切力——剪切面上内力的合力A为剪切面面积受剪切螺栓剪切面面积的计算：d受剪切单键剪切面面积计算：取单键下半部分进行分析外力剪切面合力剪切力假设单键长宽高分别为lbhlbh则受剪切单键剪切面面积：设合外力为P剪切力为Q则剪应力为：螺栓和单键剪应力及强度计算：螺栓单键单剪切与双剪切P单剪切双剪切前面讨论的都是单剪切现象P出现两个剪切面中间段P/2P/2PP/2P/2左右两段P/2P/2剪切力为P剪切面面积2倍剪切力为P/2剪切面面

3、积单倍结论：无论用中间段还是左右段分析，结果是一样的。P例2-1图示拉杆，用四个直径相同的铆钉连接，校核铆钉和拉杆的剪切强度。假设拉杆与铆钉的材料相同，已知P=80KN，b=80mm，t=10mm，d=16mm，[τ]=100MPa，[σ]=160MPa。PP构件受力和变形分析：假设下板具有足够的强度不予考虑上杆（蓝杆）受拉最大拉力为P位置在右边第一个铆钉处。拉杆危险截面拉杆强度计算：btd铆钉受剪切工程上认为各个铆钉平均受力剪切力为P/4铆钉强度计算:2-2挤压强度的工程计算1、关于挤压现象一般来讲，承受剪切的构件在

4、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在挤压力作用下接触面的变形称为挤压变形挤压面为上半个圆周面挤压面为下半个圆周面铆钉或螺栓连接挤压力的作用面称为挤压面键连接上半部分挤压面下半部分挤压面1、挤压强度的工程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

5、连接lhb铆钉或螺栓连接挤压力分布hd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第三章扭转#扭转变形的特点#外力偶矩的计算#扭矩的计算#扭转剪应力的计算本单元主要内容3-1扭转变形的特点ABA'B'jgMnMn力偶矩方向沿圆杆的轴线横截面仍为平面，形状不变，只是绕轴线发生相对转动圆截面杆受到一对大小相等、方向相反的力偶矩作用3-2外力偶矩的计算皮带电动机电动机主轴皮带轮皮带皮带运动方向电动机主轴转动方向电机传动的例子传动轴外力偶矩的计算转速：n(

6、转/分)输入功率：P(kW)m1分钟输入功：1分钟外力偶矩m作功：单位3-3扭矩的计算、扭矩图1、扭矩的概念扭转变形的杆往往称之为扭转轴扭转轴的内力称为扭矩2、扭矩利用截面法、并建立平衡方程得到mmmMn3、扭矩正负号的规定确定扭矩方向的右手法则：4个手指沿扭矩转动的方向，大拇指即为扭矩的方向扭矩正负号：离开截面为正，指向截面为负外力偶矩正负号的规定和所有外力的规定一样，与坐标轴同向为正，反向为负指向截面离开截面例3-1传动轴如图所示，转速n=500转/分钟，主动轮B输入功率NB=10KW，A、C为从动轮，输出功率分别

7、为NA=4KW，NC=6KW，试计算该轴的扭矩。ABC先计算外力偶矩计算扭矩：AB段mAMn1设为正的Mn1BC段Mn2设为正的mcMn24、扭矩图将扭转轴的扭矩沿截面的分布用图形表示477.5N·m955N·m计算外力偶矩作扭矩图Tnmax=955N·mBCADTBTCTDTA637N·mTn例3-2已知A轮输入功率为50kW，B、C、D轮输出功率分别为15、15、20kW，轴的转速为300r/min，画出该轴扭矩图。3-4薄壁圆筒的扭转1、薄壁圆筒扭转时的应力观察一个实验将一薄壁圆筒表面用纵向平行线和圆周线划分两端

8、施以大小相等方向相反一对力偶矩观察到：#圆周线大小形状不变，各圆周线间距离不变#纵向平行线仍然保持为直线且相互平行，只是倾斜了一个角度结果说明横截面上没有正应力采用截面法将圆筒截开，横截面上有扭矩存在，说明横截面上分布有与截面平行的应力、即存在剪应力由于壁很薄，可以假设剪应力沿壁厚均匀分布包括横截面取出一个单元体各个截面上只有剪应