工程力学教案张定华17

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1、青岛黄海学院教师教案年月日课题5・1剪切与挤压概念5・2剪切应用实例课时2教学目的如何判定剪切和积压教学重点学会求剪切面积教学难点焊接面的剪切面积求法教学关键点领会定义，运用定义求解剪切和挤压面积，从而求相关应力教具三角板、教鞭板书设计剪切的概念与实例1.剪切变形2.剪力3.单剪及双剪挤压的概念与实例1.挤压2.挤压面3・挤压力41.切应力T的计算公式：A2.剪切强度条件公式:青岛黄海学院教师教案教学内容及教学过程提示与补充联想第四章知识：正应力和切应力的概念如何辨别单剪和双剪课题导入:复习内容：材料力学中的剪切应力的

2、方向问题在工程实际中，经常遇到剪切问题。剪切变形的主要受力特点是构件受到与其轴线相垂直的大小相等、方向相反、作用线相距很近的一对外力的作用（图3-la）,构件的变形主要表现为沿着与外力作用线平行的剪切面（m-/7面）发生相对错动（图3-lb）o新授内容：第五章剪切与挤压的实用计算第一节剪切与挤压的概念与实例一、剪切的概念与实例1.剪切变形：沿两个力作用线之间的截面发生相对错动的变形。2.剪力：剪切面上与截面相切的内力称为剪力，用R表示。3.单剪及双剪：剪切面？1个2个二、挤压的概念与实例1.挤压：有剪切变形时接触面因受

3、压力而出现局部压缩变形的现象。圆孔■长圆孔2.挤压面：发牛挤压的接触面称为挤压面。3.挤压力：挤压面上的压力称为挤压力。用Fbs表示工程中的一些联接件，如键、销钉、螺栓及钏钉等，都是主要承受剪切作用的构件。构件剪切面上的内力可用截面法求得。将构件沿剪切面皿假想地截开，保留一部分考虑其平衡。例如，由左部分的平衡，可知剪切面上必有与外力平行且与横截而相切的内力％（图3-1C）的作用。Fq称为剪力,根据平衡方程工丫=0,可求得Fq=F。剪切破坏时，构件将沿剪切面（如图3-14所示的加F面）被剪断。只有一个剪切面的情况，称为单

4、剪切。图3-la所示情况即为单剪切。受剪构件除了承受剪切外，往往同时伴随着挤压、弯曲和拉伸等作用。在图3-1中没有完全给出构件所受的外力和剪切面上的全部内力，而只是给出了主要的受力和内力。实际受力和变形比较复杂，因而对这类构件的工作应力进行理论上的精确分析是困难的。工程中对这类构件的强度计算，一般采用在试验和经验基础上建立起来的比较简便的计算方法，称为剪切的实用计算或工程计算。第二节剪切与挤压的实用计算一、剪切的实用计算剪切面上的剪力Fs；剪切面积A；切应力t。1.切应力T的计算公式：T=^A剪切和挤压强厦计算公式2.

5、剪切强度条件公式：t=-^<[t]A二、挤压的实用计算1.挤压应力计算公式：仏=乩A,2.挤压强度条件公式：cybs=-^<[ahs]平面为实际挤压面积；圆柱面为正投影面积。剪切强度计算剪切试验试件的受力情况应模拟零件的实际工作情况进行。图3-2a为一种剪切试验装置的简图，试件的受力情况如图3-2b所示，这是模拟某种销钉联接的工作情形。当载荷F增大至破坏载荷巧时，试件在剪切面m-m及n-n处被剪断。这种具有两个剪切面的情况，称为双剪切。由图3-2c可求得剪切面上的剪力为a)•IffinnRtf//Hz?'F1b)强度校

6、核公式图3-2由于受剪构件的变形及受力比较复杂，剪切面上的应力分布规律很难用理论方法确定，因而工程上一般釆用实用计算方法来计算受剪构件的应力。在这种计算方法中，假设应力在剪切面内是均匀分布的。若以力表示销钉横截面面积，则应力为亠(3-1)A厂与剪切面相切故为切应力。以上计算是以假设“切应力在剪切面上均匀分布”为基础的，实际上它只是剪切而内的一个“平均切应力”，所以也称为名义切应力。当F达到仇时的切应力称剪切极限应力，记为S。对于上述剪切试验，剪切极限应力为挤压面积的确定将6除以安全系数〃，即得到许用切应力[小乞n这样，

7、剪切计算的强度条件可表示为r=^-<[r](3-2)A1.2.2挤压强度计算一般情况下，联接件在承受剪切作用的同时，在联接件与被联接件之间传递压力的接触面上还发生局部受压的现象，称为挤压。例如，图3-2b给出了销钉承受挤压力作用的情况，挤压力以心表示。当挤压力超过一定限度时，联接件或被联接件在挤压面附近产生明显的塑性变形，称为挤压破坏。在有些情况图3-2由于受剪构件的变形及受力比较复杂，剪切面上的应力分布规律很难用理论方法确定，因而工程上一般釆用实用计算方法来计算受剪构件的应力。在这种计算方法中，假设应力在剪切面内是均

8、匀分布的。若以力表示销钉横截面面积，则应力为亠(3-1)A厂与剪切面相切故为切应力。以上计算是以假设“切应力在剪切面上均匀分布”为基础的，实际上它只是剪切而内的一个“平均切应力”，所以也称为名义切应力。当F达到仇时的切应力称剪切极限应力，记为S。对于上述剪切试验，剪切极限应力为挤压面积的确定将6除以安全系数〃，即得到许用切应力[小