材料力学（路桥）第3章剪切ppt课件

1、剪切和挤压的适用计算剪切和挤压的适用计算 第三章第三章 剪切剪切剪切与挤压强度计算剪切与挤压强度计算一、衔接件的受力特点和变形特点：一、衔接件的受力特点和变形特点：1 1、衔接件、衔接件 在构件衔接处起衔接作用的部件，称为衔接件。例如：螺栓、铆钉、键等。衔接件虽小，起着传送载荷的作用。 特点：可传送普通力，可装配。PP螺栓PP铆钉特点：可传送普通力，不可装配。如桥梁桁架结点处于它衔接。无间隙m轴键齿轮特点：传送扭矩。2、受力特点和变形特点：、受力特点和变形特点：nn合力合力PP以铆钉为例：受力特点：受力特点： 构件受两组大小相等、方向构件受两组大小相等、方向相反、作用线相互很近差一个相反、作用

2、线相互很近差一个几何平面的平行力系作用。几何平面的平行力系作用。变形特点：变形特点： 构件沿两组平行力系的交界构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动。面发生相对错动。PPnn合力合力PP剪切面：剪切面： 构件将发生相互的错动面，如构件将发生相互的错动面，如n n 。剪切面上的内力：剪切面上的内力： 内力内力 剪力剪力Q，其作用线与，其作用线与剪切面平行。剪切面平行。PnnQ剪切面nn合力合力PP3、衔接处破坏三种方式：、衔接处破坏三种方式： 剪切破坏剪切破坏 沿铆钉的剪切面剪断，如沿铆钉的剪切面剪断，如 沿沿nn面剪断面剪断 。 挤压破坏挤压破坏 铆钉与钢板在相互接触面铆钉与钢板在相互接触面

3、上因挤压而使溃压衔接松动，上因挤压而使溃压衔接松动， 发生破坏。发生破坏。 PnnQ剪切面拉伸破坏拉伸破坏: 钢板在受铆钉孔减弱的钢板在受铆钉孔减弱的截面处，应力增大，易在衔接处拉断。截面处，应力增大，易在衔接处拉断。 二、剪切的适用计算二、剪切的适用计算适用计算方法：根据构件的破坏能够性，采用能反映受力根本适用计算方法：根据构件的破坏能够性，采用能反映受力根本特征，并简化计算的假设，计算其名义应力，然后根据直接实特征，并简化计算的假设，计算其名义应力，然后根据直接实验的结果，确定其相应的许用应力，以进展强度计算。验的结果，确定其相应的许用应力，以进展强度计算。适用：构件体积不大，真实应力相当

4、复杂情况，如衔接件等。适用：构件体积不大，真实应力相当复杂情况，如衔接件等。适用计算假设：假设剪应力在整个剪切面上均匀分布，等于剪适用计算假设：假设剪应力在整个剪切面上均匀分布，等于剪切面上的平均应力。切面上的平均应力。1、剪切面-A： 错动面。 剪力-Q： 剪切面上的内力。QA2、名义剪应力-：3、剪切强度条件准那么： QA b: n其中nn合力合力PPPnnQ剪切面任务应力不得超越资料的许用应力。三、挤压的适用计算三、挤压的适用计算1、挤压力Pjy ：接触面上的合力。挤压：构件部分面积的承压景象。挤压力：在接触面上的压力，记Pjy 。假设：挤压应力在有效挤压面上均匀分布。2、挤压面积：接触

5、面在垂直Pjy方向上的投影面的面积。jyjyjyjyAP3、挤压强度条件准那么： 任务挤压应力不得超越资料的许用挤压应力。挤压面积dtAjy 1jyjy；、校核强度：2 jysjyjyPQAA、设计尺寸：；3Q sjyjyjyAPA、设计外载：；四、运用四、运用7S40100.952MPa12 35QPAbhMPa 4 . 710125 . 4407cbPAPjyjyjy例例1 木榫接头如下图，木榫接头如下图，a = b =12 cm，h = 35 cm，c = 4.5 cm, P = 40 KN，试求接头的剪应力和挤压应力。，试求接头的剪应力和挤压应力。解：受力分析如图：剪应力和挤压应力jy

6、QPP剪切面和剪力为：挤压面和挤压力为：PPPPbachPPjySAjyAmdP解：键的受力分析如图例例2 齿轮与轴由平键齿轮与轴由平键bhL = 20 12 100衔接，它传送衔接，它传送的扭矩的扭矩m=2 KNm，轴的直径，轴的直径d=70 mm，键的许用剪应力为，键的许用剪应力为 = 60 MPa，许用挤压应力为，许用挤压应力为 jy= 100 MPa，试校核键的强度。，试校核键的强度。 kN5707. 0222dmP2hmbhL综上，键满足强度要求。 357 1028.6MPa20 100sQPAbL剪应力和挤压应力的强度校核jyQPPjyjyjyjyhLPAPMPa3 .956100

7、105723mdPQAbhL解：键的受力分析如图例例3 齿轮与轴由平键齿轮与轴由平键b=16mm，h=10mm衔接，它传送的扭衔接，它传送的扭矩矩m=1600Nm，轴的直径，轴的直径d=50mm，键的许用剪应力为，键的许用剪应力为= 80 MPa ，许用挤压应力为，许用挤压应力为 jy= 240 MPa，试设计键的长度，试设计键的长度L。 22 160064kN0.05jymQPPd2hmmdPsAbhLmdPsAbhL剪应力和挤压应力的强度条件 364 10(m)50mm1680QQLLbb3222 64 10 (m)53.3mm10 240jyjyjyjyPPLLhh综上53.3mmL 解

8、：受力分析如图例例4 一铆接头如下图，受力一铆接头如下图，受力P=110kN，知钢板厚度为，知钢板厚度为 t=1cm，宽度宽度 b=8.5cm ，许用应力为，许用应力为 = 160MPa ；铆钉的直径；铆钉的直径d=1.6cm，许用剪应力为，许用剪应力为 = 140 MPa ，许用挤压应力为，许用挤压应力为jy= 320 MPa，试校核铆接头的强度。假定每个铆钉受力，试校核铆接头的强度。假定每个铆钉受力相等。相等。 4jyPQPbPPttdPPP11 2233P/4钢板的2-2和3-3面为危险面剪应力和挤压应力的强度条件 722411010136.8MPa43.14 1.6sQPAd 72343 11010155.7MPa(2 )4 (8.5 2 1.6)Pt bd 7411010171.9MPa4 1 1.6jyjyjyjyPPAtd M