机械基础 工程力学分册 教学课件 作者 曾德江 黄均平 主编第5单元 剪切与挤压.ppt

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1、机械基础—剪切与挤压案例导入火力发电厂的汽轮机带动发电机的传动简图图5-1a所示汽轮机轴与发电机轴用凸缘联轴器联接，凸缘联轴器在D0上分布有8个连接螺栓。当机器工作时，螺栓的直径为多少时，才能保证8个螺栓在不发生破坏的情况下，汽轮机传递将功率传递给发电机轴。机械工业出版社案例导入工程上常用的联接件如销钉、铆钉、耳片和平键等的作用就是将构件与构件之间联接起来。机械工业出版社第5单元剪切与挤压剪切和挤压的概念1课堂练习522剪切的实用计算挤压的实用计算324综合案例分析机械工业出版社学习目标1理解工程实用计算法的意义，能正确判定剪切面、挤压面的位置2熟练掌握挤压与压

2、缩的区别；正确计算剪切面积和挤压面积3熟练应用剪切和挤压的实用计算公式进行强度的三类计算机械工业出版社学习重点和难点1挤压与压缩的区别，剪切面积和挤压面积计算2剪切与挤压强度的三类计算机械工业出版社第5单元剪切与挤压案例导入：挖掘机减速器的某轴上装一齿轮，齿轮与轴通过平键联接，已知键所受的力和平键的尺寸，请问你能否校核键连接的强度。机械工业出版社第5单元剪切与挤压东方航空公司客机成功迫降机械工业出版社第5单元剪切与挤压前起落架锁连杆安装螺栓(销子)意外断裂机械工业出版社第5单元剪切与挤压机械工业出版社5.1剪切和挤压的概念铆钉联结1.工程实例分析机械工业出版社5

3、.1剪切和挤压的概念2.剪切变形剪切变形：在外力的作用下，两个作用力之间的截面沿着力的方向产生相对错动的变形称为剪切变形；而产生相对错动的截面称为剪切面。机械工业出版社5.1剪切和挤压的概念3.剪切变形特点（1）剪切变形的受力特点：杆件两侧作用有大小相等，方向相反，作用线相距很近的外力。（2）变形特点：截面沿外力的方向发生相对错动。机械工业出版社5.1剪切和挤压的概念4.挤压变形一般情况下，构件发生剪切变形的同时，往往还伴随着挤压变形。（1）挤压：联接件发生剪切变形的同时，联接件与被联接件的接触面相互作用而压紧，这种现象称为挤压。机械工业出版社5.1剪切和挤压的

4、概念（2）挤压面：两构件相互接触的局部受压面称为挤压面。铆钉联接的挤压变形机械工业出版社5.1剪切和挤压的概念想一想练一练如图所示受拉力作用下的螺栓，试在图中指出螺栓的剪切面和挤压面。机械工业出版社5.2剪切的实用计算1.剪力剪切面上内力的作用线与外力平行，沿截面作用。沿截面作用的内力，称为剪力，常用符号FQ表示剪力FQ的大小：由∑Fx=0F-FQ=0得：FQ=F机械工业出版社5.2剪切的实用计算2.切应力与剪力FQ对应，剪切面上有切应力τ切应力在剪切面上的分布规律较复杂。在剪切的实用计算中，假定切应力τ在剪切面上是均匀分布的，则切应力的实用计算公式为：机械工业

5、出版社5.2剪切的实用计算3.剪切强度计算为了保证构件安全、可靠地工作，要求剪切面上工作切应力不得超过材料的许用切应力，即：式中：[τ]—材料的许用切应力(MPa)；A—剪切面的面积（mm2）机械工业出版社5.2剪切的实用计算工程中常用材料的许用切应力，可从有关规范中查得。在一般情况下，材料的许用切应力[τ]与许用拉应力[σ]之间有以下近似关系：塑性材料:脆性材料:与轴向拉伸和压缩的强度条件一样，剪切强度条件也可用来解决三类问题，即校核强度、设计截面尺寸和确定许可载荷。机械工业出版社5.2剪切的实用计算☆想一想练一练两块钢板用焊接联接，焊缝的长度为，钢板的厚度为

6、δ，试分析钢板在外力F作用下，焊缝的最小剪切面积。机械工业出版社5.2剪切的实用计算案例5-1已知铝板的厚度为t，剪切强度极限为τb。为了将其冲成图所示形状，试求冲床的最小冲剪力Fmin。机械工业出版社5.3挤压的实用计算1.挤压力：挤压面上的压力称为挤压力，用Fbs表示。2.挤压应力铆钉联接的挤压变形机械工业出版社5.3挤压的实用计算圆柱面挤压应力的分布机械工业出版社5.3挤压的实用计算2、挤压面积的计算（1）若接触面为平面，则挤压面面积为有效接触面积。挤压面积：Abs=lh/2机械工业出版社5.3挤压的实用计算（2）若接触面是圆柱形曲面，如铆钉、销钉、螺栓等

7、圆柱形联接件，挤压面积为半圆柱的正投影面积。挤压面积：Abs=δd机械工业出版社5.3挤压的实用计算3.挤压强度条件为保证构件不产生局部挤压塑性变形，要求工作挤压应力不超过许用挤压应力的条件，即挤压强度条件为式中：[σbs]─材料的许用挤压应力必须注意：如果两个接触构件的材料不同，应按抵抗挤压能力较弱者选取，即应对抗挤压强度较小的构件进行计算。机械工业出版社5.3挤压的实用计算4.许用挤压应力的数值的选取许用挤压应力的数值可由实验获得。常用材料的可从有关手册中查得，对于金属材料，许用挤压应力[σbs]与许用拉应力[σ]之间有如下关系：塑性材料：[σbs]=（1.

8、7~2.0）[σ]脆性材