剪切和扭转的强度计算.ppt

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1、建筑力学与结构学习情境五剪切和扭转杆的强度计算甘肃省有色冶金职业技术学院1子情境一剪切强度计算一、剪切的概念2二、剪切强度的实用计算剪切面上的内力可用截面法求的。假想将铆钉沿剪切面截开分为上下两部分，任取其中一部分为研究对象，由平衡条件知，剪切面上的内力必然与外力方向相反，大小由平衡方程得V=F这种平行于截面的内力V称为剪力。3从有限元计算结果看剪切面上应力的分布情况十分复杂，工程中采用近似计算。（1）实际：切应力在剪切面上均匀分布；（2）假设：式中：A为剪切面的面积V为剪切面上的剪力（3）剪切时的强度条件为保证构件不发生剪切破坏，要求剪切面上的平均剪

2、应力不超过材料的许用剪应力，即剪切时的强度条件为许用剪应力4直杆在外力偶作用下，且力偶的作用面与直杆的轴线垂直，则杆件发生的变形为扭转变形。ABOmmOBA——扭转角（杆件任意两截面之间相对转过的角度）——剪切角，剪切角也称切应变。子情境二圆截面杆扭转时的强度计算一、圆截面杆扭转时的内力1、扭转的概念5mmmTⅠⅠx一、扭矩圆杆扭转横截面的内力合成结果为一合力偶，合力偶的力偶矩称为截面的扭矩，用T表示之。扭矩的正负号按右手螺旋法则来确定，即右手握住杆的轴线，卷曲四指表示扭矩的转向，若拇指沿截面外法线指向，扭矩为正，反之为负。2、圆截面杆扭转时横

3、截面上的内力—扭矩6例1画图示杆的扭矩图3kN.m5kN.m2kN.m解：11223kN.mT1ABCAC段：BC段：2kN.mT2扭矩图3kN.m2kN.m⊕○-7Ip—截面对圆心的极惯性矩，纯几何量，无物理意义。式中：Mn—横截面上的扭矩，由截面法通过外力偶矩求得；—求应力那点到圆心的距离；二、圆截面杆扭转时的应力实心圆截面的极惯性距：空心圆截面的极惯性距：81、最大剪应力Wp—扭转截面系数，几何量（mm3或m3）。-----圆轴扭转最大切应力表达式三、圆截面杆扭转时的强度计算由上述公式可以看出，最大剪应力发生在最外圆周处，即max=D/2处。

4、于是得到空心圆截面的扭转截面系数实心圆截面的扭转截面系数9强度条件：等截面圆轴：[]称为许用剪应力。塑性材料：脆性材料：强度计算：①校核强度：②设计截面尺寸：③计算许可载荷：2、圆截面杆扭转时的强度条件10