机械设计基础备课04

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1、四、剪切与挤压的实用计算1剪切与挤压的概念与实例1.1剪切的概念与实例工程小常用的联接件，如销钉、键、螺栓、钏钉、焊缝等，都是构件承受剪切的实例。图5.2所示的钏钉联接，当拉力F增加时，钏钉沿山一一m截面发牛•相对错动（图5.lc）,甚至可能被切断。其受力特点是：钏钉受到一对大小相等、方问相反、作用线平行且相距很近的外力作用。其变形特点是：钏钉沿两个力作用线Z间的截面发生相对错动。这种变形称为剪切变形。发生相对错动的廁称为剪切面。剪切面上与截面相切的内力称为剪力，用F5表示。只有一个剪切面的剪切变形称为单剪（图5.1）；有两个剪切面的剪切变形称为双

2、5.1<8)①钢板受外力戸作用后，rh将力传递到钏钉上；②钏钉的左上侧面和右下侧面受力；③钏钉的上、下两半部分将沿着外力的方向分别向右和向左移动。外力足够大时，将会使钏钉剪断（沿剪切面）。剪切变形的受力特征：作用在构件两侧面上的外力的合力大小相等、方向和反、作用线平行且相距很近。剪切变形的变形特征：介于两作用力Z间的各截面有沿着作用力的方向发牛相对错动的趋势。※剪切变形的概念：当作用在构件两个侧面上的外力的合力大小相等、方向相反、作用线平行且相距很近时，介于作用力之间的各截面将沿着力的方向发生相对错动，构件的这种变形称为剪切变形。※在承受剪切的构件中，发牛相対错动的截

3、面称为剪切向。剪切面平行于作用力的作用线,介于构成剪切的二力之间。1.2挤压的概念与实例联接件在发牛剪切变形的同时，它在传递力的接触面上也受到较大的压力作用，从而岀现局部压缩变形，这种现彖称为挤压。发牛挤压的接触面称为挤压面。挤压血上的压力称为挤压力，用Fbs表示。如图5.3所示，上钢板孔左侧与钏钉上部左侧互相挤压，下钢板孔右侧与挪钉下部右侧互相挤压。当挤压力过大时，相互接触而处特产牛局部显著的塑性变形，挪钉孔被压成长圆孔。工程机械上常用的平键经常发牛挤压破坏。图5.3-般情况下，构件发牛剪切变形的同时，往往还伴随着挤压变形。挤压变形是两构件在传力的接触面上，由于局部

4、承受较大的压力，而出现塑性变形的现彖——压陷、起皱。※注意：挤压是产生在两个物体的表面；压缩是产生在一个物体内。2剪切与挤压的实用计算2.1剪切的实用计算取螺栓为研究对彖。假想将螺栓从m—m截面截开，分为上、卞两部分：任取上半部分或下半部分为研究对彖。为了保持平衡，在剪切面内必然有与为了P大小相等、方向相反的内力存在，这个内力叫做剪力。剪切面上分布内力的集度「称为切应力。单位与正应力的单位相同。在剪切面上，实际变形的情况很难观察，且受力和变形的关系比较复杂，因而剪应力在剪切面上的分布规律很难强度。T程上通常采用建立在实验基础上、近似而可供实用的“假定计算法”，也称为实

5、用计算法。※实用计算法假定剪应力在剪切面上是均匀分布的。市于联接件发牛剪切而使剪切面上产牛了切应力Q,切应力在剪切面上的分布情况一般比较复杂，工程中为便于计算，通常认为切应力在剪切面上是均匀分布的。由此得切应力&的计算公式Fs式中，Fs为剪切面上的剪力，A为剪切面面积。为保证联接件T作时安全可靠，要求切应力不超过材料的许用切应九由此得剪切的强度条件式屮，丄］为材料的许用切应力。常用材料的许用切应力可从有关于册中查得。2.2挤压的实用计算rh挤压力引起的应力称为挤压应力，用表示。在挤压面上挤压应力分布相当复杂,工程中也通常IF&丫压面上均匀分布。由此得挤压应力bbs的计

6、算公式为••式中，Fbs为挤压面上的挤压力，Abs为计算挤压面积。当挤压面为平面时，计算挤压面积即为实际挤压面面积；当挤压血为圆挂面时，计算挤压面积等于半圆性血的止投影回积，Abs(b)图5.4为保证联1；'工作，其强度条件为:%」例题（P107、108）