工程力学 静力学与材料力学 教学课件 作者 王永廉 09剪切与挤压_.ppt

《工程力学 静力学与材料力学 教学课件 作者 王永廉 09剪切与挤压_.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一节引言第九章剪切与挤压在工程结构或机械中，构件之间通常通过铆钉销轴键键等连接件相连接。这类连接件的主要变形破坏形式是剪切与挤压。销轴铆钉本章主要解决连接件的强度问题。剪切的受力特点——剪切的变形破坏特点——构件在两侧面受到大小相等、方向相反、作用线相距很近的横向外力（外力合力）的作用。构件沿位于两侧外力之间的截面发生相对错动（被剪断）。发生错动的截面称为剪切面。铆钉剪切面一、剪切变形连接件在受到剪切变形的同时，往往还要受到挤压变形。在外力作用下，连接件与被连接构件之间在侧面互相压紧、传递压力。由于一般接触面

2、较小而传递的压力较大，就有可能在接触面局部被压溃或发生塑性变形，这种变形破坏形式就称为挤压。传递压力的接触面称为挤压面。二、挤压变形第二节剪切的实用强度计算一、剪切面上的内力剪切面上的内力为一个切向力，称为剪力，记作FS。铆钉二、剪切面上应力的实用计算式中，FS为剪切面上的剪力；AS为剪切面的面积。在剪切面上，只存在切应力。工程中假设剪切面上的切应力平均分布，即有三、剪切强度条件式中，[]为材料的许用切应力。第三节挤压的实用强度计算一、挤压应力的实用计算在挤压面上，存在着法向的挤压应力，记作bs。式中，Fb

3、s为挤压面上的挤压力；Abs为挤压面的计算面积，取实际挤压面在垂直于挤压力的平面上投影的面积。挤压应力的工程实用计算公式为二、挤压强度条件式中，[bs]为材料的许用挤压应力。[例1]图示挂钩装置，已知拉力F=20kN，t1=8mm，t2=5mm，销钉材料的许用挤压应力[bs]=190MPa，许用切应力[]=60MPa，试确定销钉直径d。解：销钉承受双剪，每个剪切面上的剪力1）根据剪切强度条件确定销钉直径根据剪切强度条件得销钉直径2）根据挤压强度条件确定销钉直径由于t1<2t2，故知最大挤压应力发生在销钉的

4、中间段，于是根据挤压强度条件得销钉直径因此，可取销钉直径[例2]图示连接件由两块钢板用4个铆钉铆接而成。已知板宽b=80mm、板厚=10mm；铆钉直径d=6mm；板和铆钉材料的许用切应力[]=100MPa、许用挤压应力[bs]=280MPa、许用拉应力[]=160MPa。试确定该连接件所允许承受的轴向拉力F。解：由剪切强度条件解得1）根据铆钉的剪切强度确定许可轴向拉力由于这是对称性问题，可以假设各铆钉受力相同，于是，各铆钉剪切面上的剪力均为解得2）根据铆钉和板的挤压强度确定许可轴向拉力由挤压强度条件显见

5、，各挤压面上的挤压力均为3）根据板的拉伸强度确定许可轴向拉力作出板的受力图，画轴力图，可见1-1截面与2-2截面为可能的危险截面，应分别对其进行拉伸强度计算。解得由1-1截面的拉伸强度再由2-2截面的拉伸强度解得综上所述，该连接件的许可轴向拉力为[例3]如图，已知钢板厚度t=5mm，剪切强度极限b=160MPa。欲用冲床将钢板冲出直径d=25mm的孔，问所需的冲剪力F应为多大？解：由钢板受剪切变形，剪切面为圆柱侧面得冲孔所需冲剪力为故取冲剪力为[例4]如图，皮带轮通过键与轴联接，已知皮带轮传递的力偶矩M=60

6、0N·m;轴的直径d=40mm；键的尺寸b=12mm、h=8mm、l=55mm；键材料的许用切应力[]=60MPa、许用挤压应力[bs]=180MPa，试校核键的强度。解：选取键和轴为研究对象，作受力图⑴计算键的受力得键所受挤压力由平衡方程⑵校核键的剪切强度根据剪切强度条件键的剪切强度符合要求由截面法，⑶校核键的挤压强度键的挤压力得剪力根据挤压强度条件键的挤压强度符合要求结论：键的强度符合要求[例5]图示带肩杆件，已知材料的许用切应力[]=100MPa、许用挤压应力[bs]=320MPa、许用拉应力[

7、]=160MPa，试确定许可载荷。解：1）根据杆件拉伸强度确定许可载荷由拉伸强度条件解得2）根据凸肩的剪切强度确定许可载荷杆件凸肩的剪切面为圆柱面，由剪切强度条件解得3）根据凸肩的挤压强度确定许可载荷杆件凸肩的挤压面为圆环形平面，由挤压强度条件解得所以，许可载荷