北京交通大学材料力学2拉压剪-课4.ppt

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1、北京交通大学工程力学研究所柯燎亮复习1.低碳钢拉伸时的力学性质2、许用应力塑性材料脆性材料3、杆件超静定问题的求解步骤北京交通大学工程力学研究所柯燎亮第2章拉压、剪切§2-8应力集中§2-9剪切和挤压的实用计算北京交通大学工程力学研究所柯燎亮由于截面急剧变化引起应力局部增大现象－应力集中应力集中因数smax－最大局部应力s0－名义应力(净截面上的平均应力）应力集中实验表明：截面尺寸改变越急剧、孔越小、角越尖应力集中程度越严重！北京交通大学工程力学研究所柯燎亮应力集中对构件强度的影响对于脆性材料构件，当smax＝sb时，构件断裂，影响很大对于塑性

2、材料构件，当smax达到ss后再增加载荷，增加的载荷由截面上尚未屈服的材料承担，使截面上其它的点相继达到屈服极限。因而使得s分布趋于均匀化，不影响构件静强度二、应力集中的概念北京交通大学工程力学研究所柯燎亮§2-9剪切和挤压的实用计算北京交通大学工程力学研究所柯燎亮一、基本概念和实例1、工程实例(1)螺栓连接(2)铆钉连接FF螺栓FF铆钉FF铆钉§2-9剪切和挤压的实用计算北京交通大学工程力学研究所柯燎亮m轴键齿轮(3)键联接(4)销钉联接FFABtdt1t1§2-9剪切和挤压的实用计算键北京交通大学工程力学研究所柯燎亮nn（合力）（合力）FF

3、2、受力特点构件受两组大小相等、方向相反、与构件横截面平行且作用线相互很近的两个力作用.3、变形特点§2-9剪切和挤压的实用计算剪切面：发生相对错动的面,平行于作用力的方向。(以铆钉为例）单剪面双剪面构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动.北京交通大学工程力学研究所柯燎亮4、连接处破坏三种形式:(3)拉伸破坏钢板在受铆钉孔削弱的截面处，应力增大，易在连接处拉断.FnnQ剪切面nn（合力）（合力）FF§2-9剪切和挤压的实用计算(2)挤压破坏铆钉与钢板在相互接触面上因挤压而使连接松动，发生破坏.(1)剪切破坏沿铆钉的剪切面剪断，如沿n–n面剪断.

4、北京交通大学工程力学研究所柯燎亮mmF剪切面Q二、剪切的应力分析1、内力计算Q-剪力：与剪切面相切的内力。使截开部分产生顺时针旋转为正，反之为负FFmm2、切应力（与剪切面相切的应力）A-剪切面的面积§2-9剪切和挤压的实用计算北京交通大学工程力学研究所柯燎亮3、强度条件[]为材料的许用切应力mmF剪切面FFmmn-安全系数-剪切极限应力§2-9剪切和挤压的实用计算北京交通大学工程力学研究所柯燎亮剪切实用计算螺栓连接键块联接北京交通大学工程力学研究所柯燎亮横截面（剪切面）上的内力截面法－剪力QQQQQ剪切的实用计算计算步骤:销钉联接北京交通大

5、学工程力学研究所柯燎亮螺栓与钢板相互接触的侧面上，发生的彼此间的局部承压现象，称为挤压三、挤压的应力分析在接触面上的压力，称为挤压力，并记为FP.1、挤压力FP=Q＝F§2-9剪切和挤压的实用计算FFFF挤压面剪切面北京交通大学工程力学研究所柯燎亮（1）螺栓压扁（2）钢板在孔缘压成椭圆2、挤压破坏的两种形式FF3、挤压应力AbS-挤压面的面积4、强度条件[bS]-许用挤压应力§2-9剪切和挤压的实用计算北京交通大学工程力学研究所柯燎亮当接触面为圆柱面时,挤压面积AbS为实际接触面在直径平面上的投影面积dh实际接触面直径投影面挤压面的面积计算当

6、接触面为平面时,AbS为实际接触面面积.§2-9剪切和挤压的实用计算北京交通大学工程力学研究所柯燎亮四、强度条件的应用1、强度校核2、强度设计3、求许可载荷§2-9剪切和挤压的实用计算北京交通大学工程力学研究所柯燎亮解：(1)键的受力分析如图例题1齿轮与轴由平键连接,已知轴的直径d=70mm，键的尺寸为b×h×L=20×12×100mm，传递的扭转力偶矩Me=2kN.m，键的许用切应力为[]=60MPa，许用挤压应力为[bs]=100MPa.试校核键的强度.bhlMedFMeh§2-9剪切和挤压的实用计算－例1北京交通大学工程力学研究所柯燎

7、亮综上，键满足强度要求.(2)校核剪切强度(3)校核挤压强度MedFbhlA§2-9剪切和挤压的实用计算－例1北京交通大学工程力学研究所柯燎亮例题2一销钉连接如图所示，已知外力F=18kN,被连接的构件A和B的厚度分别为t=8mm和t1=5mm,销钉直径d=15mm,销钉材料的许用切应力为[]=60MPa,许用挤压应力为[bS]=200MPa.试校核销钉的强度.t1FFAtt1Bd§2-9剪切和挤压的实用计算－例2北京交通大学工程力学研究所柯燎亮t1FFAtt1Bd解:(1)销钉受力如图b所示dF剪切面挤压面§2-9剪切和挤压的实用计算－例

8、2北京交通大学工程力学研究所柯燎亮dF挤压面FFSFS(2)校核剪切强度由截面法得两个面上的剪力剪切面积为(3)挤压强度校核左右两部分的挤压力相等，故