2_4(补充)剪切与挤压实用计算

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1、补充剪切(Shear)(2学时)1§1工程实际中的剪切问题§2剪切和挤压的实用计算2剪切与挤压3剪切与挤压4剪切与挤压5剪切与挤压6剪切与挤压飞机上的蒙皮是用铆钉连接的，铆钉受剪切作用。78910上述实例均可以简化为如下的力学模型剪切挤压11§2-1工程实际中的剪切问题§2-2剪切和挤压的实用计算12剪切的特点变形特点：两个力之间的横截面发生相对错动可能被剪断的横截面称为剪切面受力特点：作用在杆件两个侧面上且与轴线垂直的外力(横力)大小相等、方向相反、作用线很近13发生剪切变形时，在受力的侧面上往往伴随发生挤压变形。当挤压力较大时，挤压部分发生较大的塑性变形。挤压的特点：14剪切与挤压15

2、剪切与挤压16剪切的实用计算剪切面上的内力—剪力Q截面法剪力是剪切面上内力的合力，用Q表示剪力与外加横力大小相等，方向相反17剪切的实用计算剪切面上的应力—剪应力τ剪应力在剪切面上均匀分布在剪切时伴随的弯曲、挤压对剪应力无影响。剪应力在剪切面上的分布情况比较复杂，在工程设计中为了计算方便，假设剪应力在剪切面上均匀分布。据此算出的平均剪应力称为名义剪应力。18剪切面上的应力—剪应力τ铆钉剪切的有限元分析19剪切面上的应力—剪应力τ切应力、挤压应力的分布函数很复杂，需用有限元等数值方法计算（如挤压应力属于接触问题）为了方便工程，提出实用计算——假定应力均匀分布，得到名义应力；本质算平均应力剪切

3、实用计算的步骤1、算出剪力（根据静力平衡）2、计算名义切应力（或平均切应力）3、强度校核20剪切的强度计算许用剪应力[τ]可以从有关设计手册中查得，或通过材料剪切实验来确定。实用计算：带有经验性的计算方法均匀分布平均应力（名义应力）经验规律近似计算21挤压的实用计算——挤压应力假设挤压应力在挤压面上均匀分布挤压力：作用在接触面上的压力挤压变形：在接触处产生的变形挤压面：挤压力的作用面挤压应力：由于挤压而引起的应力22挤压应力铆钉挤压板上连接孔挤压23挤压应力当挤压面为平面时，Abs等于此平面的面积当挤压面为圆柱面时，Abs等于此圆柱面在直径面上的投影面积，即24挤压强度挤压强度条件：[σb

4、s]的数值可由试验确定。设计时可查有关手册。实用计算：带有经验性的计算方法均匀分布平均应力（名义应力）经验规律近似计算25挤压强度AB剪力Q挤压力PA向剪力作用面积B向挤压力计算面积Abs26剪切与挤压27螺栓受力特点1、横截面mn,pq上有剪力V作用，产生剪应力2、杆段①、②、③受到被联接构件的挤压，引起挤压应力照片中的螺栓产生了塑性变形，并被剪断基于螺栓的受力分析，容易预测出螺栓可能的失效形式（1）在截面mn,pq处被剪断（2）受挤压部分的半圆被“挤扁”（近似半椭圆）28剪切与挤压-被联接构件受力特点1、没有受剪力作用2、同螺栓杆段①、②、③对应半圆孔受到螺栓挤压，有可能导致变形过大而

5、失效（变成近似椭圆孔）3、螺栓挤压，有可能把被联接构件端部豁开（一般将端部设计得充分长，抵御豁开力，因而对此不作计算）29剪切与挤压联接件（螺栓）中通常同时出现——挤压应力、切应力被联接构件通常只出现——挤压应力30剪切与挤压31剪切与挤压32剪切与挤压33剪切与挤压34剪切与挤压35例：图示受拉力P作用下的螺栓，已知材料的剪切许用应力[τ]是拉伸许用应力[σ]的0.6倍。求螺栓直径d和螺栓头高度h的合理比值。36解：圆面积37例2-5：拉杆头部尺寸如图所示，已知[τ]=100MPa，许用挤压应力[σbs]=200MPa。校核拉杆头部的强度38解：39例2-6:拉杆及头部均为圆截面，材料的

6、许用剪应力[τ]＝100MPa，许用挤压应力[σbs]＝240MPa。试由拉杆头的强度确定容许拉力[P]。40解：由剪应力强度条件：由挤压强度条件：41例2-7：已知P、a、b、l。计算榫接头的剪力和挤压应力。42解：43例2-8：已知铝板的厚度为t，剪切强度极限为。为了将其冲成图示形状，试求冲床的最小冲力。44解：45