同济大学工程力学剪切力课件.ppt

* 第七章 剪 切 §7-1 剪切的概念和实例 铆钉连接 工程实际中用到各种各样的连接，如： 销轴连接 铆钉连接 平键连接 榫连接 剪切受力特点：作用在构件两侧面上的外力合力大小相 等、方向相反且作用线相距很近。 变形特点：构件沿两力作用线之间的某一截面产生相 对错动或错动趋势。 F F 铆钉连接 剪床剪钢板 剪切面 剪切的概念 剪切受力特点：作用在构件两侧面上的外力合力大小相 等、方向相反且作用线相距很近。 变形特点：构件沿两力作用线之间的某一截面产生相 对错动或错动趋势。 F F 铆钉连接 双剪切 剪切面 连接的破坏形式一般有： 以铆钉连接为例 F F 连接的破坏形式一般有以下几种： 1、剪切破坏 构件两部分沿剪切面发生滑移、错动 2、挤压破坏 在接触区的局部范围内，产生显著塑性变形 剪切与挤压破坏都是复杂的情况，这里仅介绍工程上的实用计算方法 3、钢板拉伸强度破坏 钢板因开铆钉孔使截面被削弱而发生强度破坏 剪切面上的名义切应力计算公式： 实用计算中假设切应力在剪切面（m-m截面）上是均匀分布的 §7-3 剪切与挤压的实用计算 F F 截面法———剪力 剪切面上的内力 剪切的实用计算 剪切强度条件： 剪切强度条件同样可解三类问题 剪切面上的名义切应力： F F FS 为剪切面上的剪力； A 为剪切面的面积。 剪切的实用计算 剪切强度条件： ——名义许用切应力 F F 注意：名义许用切应力[? ]是通过直接试验，按上式得到剪切破坏时材料的极限切应力，再除以安全因数，即得[?]；可在有关的设计规范中查到，它与钢材在纯剪切应力状态时的容许切应力显然是不同的。 对大多数的连接件(或连接)来说，剪切变形及剪切强度是主要的。 挤压的实用计算 F F 在铆钉连接中，在铆钉与钢板相互接触的侧面上，将发生彼此间的局部承压现象，称为挤压。在接触面上的压力，称为挤压力Fbs 挤压力过大，可能引起螺栓压扁或钢板在孔缘压皱，从而导致连接松动而失效 挤压力不是内力，而是外力 ——挤压面的计算面积 §3-3 挤压的实用计算 F F 实用计算中，名义挤压应力公式 实际的挤压面是半个圆柱面，而在实用计算中用其直径平面Abs来代替 挤压强度条件： 挤压的实用计算 挤压强度条件同样可解三类问题 ——挤压面的计算面积 名义挤压应力公式 F F 挤压强度条件： 挤压的实用计算 F F ——名义许用挤压应力 名义许用挤压应力[?bs] 是通过直接试验，并按上式得到材料的极限挤压应力，从而确定之。 挤压强度条件： 剪切强度条件： 脆性材料： 塑性材料： 可从有关设计规范中查得 例 已知：d =2 mm，b =15 mm，d =4 mm，[t ] =100 MPa， [s bs] =300 MPa，[s ]=160 MPa。 试求：[F] 解：1、剪切强度 解：1、剪切强度 2、挤压强度 3、钢板拉伸强度 例 已知：F = 80 kN, d = 10 mm, b = 80 mm, d = 16 mm, [t ] = 100 MPa, [s bs ] = 300 MPa, [s ] = 160 MPa 试：校核接头的强度 解：1. 接头受力分析 当各铆钉的材料与直径均相同，且外力作用线在铆钉群剪切面上的投影通过铆钉群剪切面形心时， 通常即认为各铆钉剪切面上的剪力相等 2. 强度校核 剪切强度： 挤压强度： 拉伸强度： 接头的强度足够 解：?键的受力分析如图 例 齿轮与轴由平键（b =16 mm，h=10 mm）连接，它传递的扭矩 m = 1600 Nm，轴的直径 d = 50 mm，键的许用切应力为[? ]= 80 M Pa ，许用挤压应力为[? bs]= 240M Pa，试设计键的长度。 m m d F b h L m d F b h L ? 切应力和挤压应力的强度条件 ? 综上 AS t1=7 P = 200KN t2=12 t1=7 主板 盖板 铆接接头图 20 P = 200KN P = 200KN I II I II b1=160 b2=200 例 图示一铆接接头，已知材料的容许应力分别为 ，试校核该接头的 强度。 Pc2=40KN 铆钉受力图 解：（一）绘铆钉受力图 * *