昆明理工大学材料力学第七章 剪切

1、材材 料料 力力 学学第七章第七章 剪剪 切切7-1 7-1 剪切的概念剪切的概念7-2 7-2 连接件连接件的实用计算的实用计算 工程中构件或零件彼此连接时，起连接作用的部工程中构件或零件彼此连接时，起连接作用的部件称为件称为连接件连接件。如螺栓、铆钉、键等等。如螺栓、铆钉、键等等。螺栓螺栓7-1 7-1 剪切的概念剪切的概念键键m轴轴齿轮齿轮键键FF铆钉铆钉FF铆钉铆钉nnFF受力特征：受力特征： 杆件受到两个大小相等，方向相反、杆件受到两个大小相等，方向相反、作用线垂直于杆的轴线并且相互平行且作用线垂直于杆的轴线并且相互平行且相距很近的力的作用。相距很近的力的作用。变形特征：变形特征：两

2、力之间的截面将发生相对错动，甚至破坏。两力之间的截面将发生相对错动，甚至破坏。FF剪切面剪切面杆件杆件剪切面剪切面：两力作用之间的面（发生错动的面）。：两力作用之间的面（发生错动的面）。7-2 7-2 连接件连接件的实用计算的实用计算一、剪切的实用计算一、剪切的实用计算1.1.剪切的内力剪切的内力nnFFFnn剪切面剪切面FSFs剪力剪力 ，与剪切面平行。，与剪切面平行。0 0 FFXSFFS A -剪切面面积剪切面面积名义切应力名义切应力: :假定：剪切面上的切应力是均匀分布的。假定：剪切面上的切应力是均匀分布的。 AFS 2.2.剪切的应力剪切的应力 由于螺栓、销钉等工程上常用的连接件与被

3、连接件在连由于螺栓、销钉等工程上常用的连接件与被连接件在连接处都属于接处都属于“加力点附近局部应力加力点附近局部应力”，应力分布很复杂应力分布很复杂，很难，很难作出精确的理论分析。作出精确的理论分析。 因此，工程设计中，大都采取实用（因此，工程设计中，大都采取实用（假定）计算方法假定）计算方法。一、一、假定应力分布假定应力分布。二、。二、实验实验。由假定应力分布得到破坏时。由假定应力分布得到破坏时的应力值。然后由两个假定建立设计准则。的应力值。然后由两个假定建立设计准则。Fnn剪切面剪切面FS3.3.剪切的强度条件剪切的强度条件 AFS名义许用切应力名义许用切应力1.1.选择截面尺寸选择截面尺

4、寸; ;2.2.确定最大许可载荷；确定最大许可载荷； 3.3.强度校核。强度校核。 可解决三类问题：可解决三类问题：在假定的前提下进行实物在假定的前提下进行实物或模型实验，并考虑安全或模型实验，并考虑安全因数，确定许用应力。因数，确定许用应力。4.4.剪切的破坏计算剪切的破坏计算bAF S剪切强度极限剪切强度极限b 剪切实用计算的关键：剪切实用计算的关键：剪切面的判定及计算剪切面的判定及计算。一个剪切面一个剪切面单剪切单剪切sF 双剪切：有两个剪切面的杆件，如螺栓。双剪切：有两个剪切面的杆件，如螺栓。F/2F/2F单剪切单剪切双剪切双剪切二、挤压及挤压的实用计算二、挤压及挤压的实用计算1 1.

5、 挤压：连接件和被连接件在接触面上彼此承压的现象。挤压：连接件和被连接件在接触面上彼此承压的现象。FF/2F/2F/2F/2F挤压应力挤压应力 ： 挤压面上由挤压力引起的应力。挤压面上由挤压力引起的应力。bs 2.2.挤压引起的可能的破坏挤压引起的可能的破坏：在接触表面产生过大的塑：在接触表面产生过大的塑性变形、压溃或连接件（如销钉）被压扁。性变形、压溃或连接件（如销钉）被压扁。3.3.挤压的强度问题挤压的强度问题挤压力挤压力Fbs： 作用在接触面上的压力。作用在接触面上的压力。FFbs F/2F/2F 挤压面挤压面 ：挤压力的作用面。：挤压力的作用面。bsA挤压的挤压的实用计算：实用计算：b

6、sbsbsAF 假设：挤压应力在假设：挤压应力在挤压面积挤压面积上均匀分布。上均匀分布。挤压的强度条件：挤压的强度条件：名义许用挤压应名义许用挤压应力，由实验测定。力，由实验测定。bsbsbsbsAF * *注意：注意： 在应用挤压强度条件进行强度计算时，要注意连在应用挤压强度条件进行强度计算时，要注意连接件与被连接件的材料是否相同，如不同，应对挤压接件与被连接件的材料是否相同，如不同，应对挤压强度较低的材料进行计算，相应的采用较低的许用挤强度较低的材料进行计算，相应的采用较低的许用挤压应力。压应力。挤压实用计算的关键：挤压实用计算的关键：挤压面的判定及计算挤压面的判定及计算。 挤压面面积的计

7、算：挤压面面积的计算：2hlAbs 1.1.平面接触（如平键）：挤压面面积等于实际的承平面接触（如平键）：挤压面面积等于实际的承 压面积。压面积。FFbhlh平键高度平键高度l平键长度平键长度键键: :连接轴和轴上的传动件（如齿轮、皮带轮等）连接轴和轴上的传动件（如齿轮、皮带轮等）, ,使使轴轴 和传动件不发生相对转动，以传递力偶矩。和传动件不发生相对转动，以传递力偶矩。2.2.柱面接触（如铆钉）：挤压面面积为实际的承压面积柱面接触（如铆钉）：挤压面面积为实际的承压面积 在其直径平面上的投影。在其直径平面上的投影。 dAbs d铆钉或销钉直径，铆钉或销钉直径， 接触柱面的长度。接触柱面的长度。bbsbsbsAFFF 关于铆钉组连接件的计算：关于铆钉组连接件的计算： 当铆钉组对称于力分布时，认为铆钉受力