材料力学剪切与挤压课件.ppt

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1、第1章(2)剪切与挤压实用计算《材料力学》主讲：李晓川建筑工程学院力学教研室《材料力学》1剪切与挤压实用计算2.工程实例(1)螺栓连接(Boltedconnections)(2)铆钉连接(Rivetedconnections)FF螺栓(bolt)FF铆钉(rivet)FF铆钉(rivet)一、基本概念和实例特点：可传递一般力，不可拆卸。如桥梁桁架结点处于它连接。1.连接件：在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件。例如：螺栓、铆钉、键等。连接件虽小，起着传递载荷的作用。m轴(shaft)键(ke

2、y)齿轮(gear)(3)键块联接(Keyedconnection)(4)销轴联接(Pinnedconnection)FFABtdt1t1一、基本概念和实例特点：传递扭矩。nn（合力）（合力）FF2.受力特点(Characterofexternalforce)以铆钉为例构件受两组大小相等、方向相反、作用线相互很近的平行力系作用.3.变形特点(Characterofdeformation)构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动.一、基本概念和实例4.连接处破坏三种形式:(1)剪切破坏沿铆钉的剪切面剪

3、断，如沿n–n面剪断.(2)挤压破坏铆钉与钢板在相互接触面上因挤压而使溃压连接松动，发生破坏.(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.FnnFS剪切面(shearingplane)nn（合力）（合力）FF一、基本概念和实例实用计算方法：根据构件的破坏可能性，采用能反映受力基本特征，并简化计算的假设，计算其名义应力，然后根据直接试验的结果，确定其相应的许用应力，以进行强度计算。适用：构件体积不大，真实应力相当复杂情况，如连接件等。二、实用计算mmF剪切面FS1、内力计算F

4、S-剪力(shearingforce)FFmm2、切应力（Shearingstress）式中，FS-剪力A-剪切面的面积(areainshear)三、剪切实用计算二个剪切面二个剪切面三、剪切实用计算3、强度条件（Strengthcondition)[]为材料的许用切应力(Allowableshearingstressofamaterial)(factorofsafety)mmF剪切面FFmmn-安全系数-剪切极限应力三、剪切实用计算(ultimateshearingstress)螺栓与钢板相互接

5、触的侧面上，发生的彼此间的局部承压现象，称为挤压(bearing).FFFF在接触面上的压力，称为挤压力(bearingforce)，并记为F.挤压面剪切面1、挤压力F=FS四、挤压实用计算（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（Bearingstress)FbS-挤压力(bearingforce)AbS-挤压面的面积（areainbearing)4、强度条件[bS]-许用挤压应力(allowablebearingstress).四、挤压实用计算挤压现象的实

6、际受力如图所示.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接触面为平面时,AbS为实际接触面面积.四、挤压实用计算(Checktheintensity)1、校核强度(Determinetheallowabledimension)2、设计截面(Determinetheallowableload)3、求许可载荷五、强度分析的应用假设：⑴剪切面为焊缝最小断面；强度条件⑵切应力在剪切面上均匀分布。l有效剪切面六、受剪焊缝的剪切强度不同的

7、粘接方式1.剪切2.拉伸3.复合七、胶粘缝强度1.剪切胶粘缝的强度条件七、胶粘缝强度2.拉伸胶粘缝的强度条件七、胶粘缝强度3.复合胶粘缝的强度条件七、胶粘缝强度PP木榫接头如图所示，a=b=12cm，h=35cm，c=4.5cm,P=40KN，试求接头的切应力和挤压应力。解：：受力分析如图∶：切应力和挤压应力剪切面和剪力为∶挤压面和挤压力为：PPach例题1PPb仰视图解：(1)键的受力分析如图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

8、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例题2综上，键满足强度要求.(2)校核剪切强度(3)校核挤压强度MedFbhlA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例题3t1FFAtt1