材料力学-第三章剪切1

1、1第三章第三章 剪剪 切切21.1.剪切的工程实例剪切的工程实例3-3-5 5 剪切和挤压强度计算剪切和挤压强度计算34螺栓连接螺栓连接铆钉连接铆钉连接销轴连接销轴连接5剪切受力特点：剪切受力特点：作用在构件两侧作用在构件两侧面上的外力合力大小相等、方向面上的外力合力大小相等、方向相反且相反且作用线很近作用线很近。变形特点：变形特点：位于两力之间的截面位于两力之间的截面发生相对错动。发生相对错动。2.2.剪切的实用计算剪切的实用计算F FF F得切应力计算公式：得切应力计算公式：AFs切应力强度条件：切应力强度条件： AFs常由实验方法确定常由实验方法确定 假设切应力在剪切面（假设切应力在剪切

2、面（m-mm-m截面）上是均匀分布的截面）上是均匀分布的FFmmFSFmmSFmmF678二、挤压二、挤压9bsFbsF挤压的实用计算挤压的实用计算bsbsbsAF 假设应力在挤压面上是均假设应力在挤压面上是均匀分布的匀分布的得实用挤压应力公式得实用挤压应力公式bsbsbsbsAF挤压强度条件：挤压强度条件：bs常由实验方法确定常由实验方法确定dAbs* *注意挤压面面积的计算注意挤压面面积的计算F FF F1011cbFAFbsbsbslbFAFs12第四章第四章 扭扭 转转13第四章第四章 扭扭 转转4-24-2外力偶矩外力偶矩 扭矩和扭矩图扭矩和扭矩图4-14-1概述概述14一、概一、概

3、述述汽车传动轴汽车传动轴4-14-1概述概述15汽车方向盘汽车方向盘4-14-1概述概述16 扭转变形是指杆件受到大小相等扭转变形是指杆件受到大小相等, ,方向相反且方向相反且作用平面垂直于杆件轴线的力偶作用作用平面垂直于杆件轴线的力偶作用, ,使杆件的横使杆件的横截面绕轴线产生转动。截面绕轴线产生转动。 受扭转变形受扭转变形杆件通常为轴类杆件通常为轴类零件，其横截面零件，其横截面大都是圆形的。大都是圆形的。所以本章主要介所以本章主要介绍圆轴扭转。绍圆轴扭转。4-14-1概述概述17直接计算直接计算4-24-2外力偶矩外力偶矩 扭矩和扭矩图扭矩和扭矩图1.1.外力偶矩外力偶矩二、外力偶矩二、外

4、力偶矩 扭矩和扭矩图扭矩和扭矩图18按输入功率和转速计算按输入功率和转速计算电机每秒输入功：电机每秒输入功：外力偶作功完成：外力偶作功完成：)N.m(1000kPW602nMWekPkP已知已知轴转速轴转速n n 转转/ /分钟分钟输出功率输出功率P Pk k 千瓦千瓦求：力偶矩求：力偶矩M Me e4-24-2外力偶矩外力偶矩 扭矩和扭矩图扭矩和扭矩图19目录第五章第五章 弯曲弯曲20第五章第五章 弯曲弯曲 5-1 5-1 概述概述 5-2 5-2 梁的载荷与支座梁的载荷与支座0目录21n5-1 5-1 概述概述起重机大梁起重机大梁1目录22弯曲特点弯曲特点以弯曲变形为主的杆件通常称为梁以弯

5、曲变形为主的杆件通常称为梁n5-1 5-1 概述概述目录23常见弯曲构件截面常见弯曲构件截面n5-1 5-1 概述概述目录24平面弯曲平面弯曲具有纵向对称面具有纵向对称面外力都作用在此面内外力都作用在此面内弯曲变形后轴线变成对称面内的平面曲线弯曲变形后轴线变成对称面内的平面曲线n5-1 5-1 概述概述目录25梁的载荷与支座梁的载荷与支座集中载荷集中载荷分布载荷分布载荷集中力偶集中力偶固定铰支座固定铰支座活动铰支座活动铰支座固定端固定端n5-2 5-2 梁的载荷与支座梁的载荷与支座2目录26火车轮轴简化火车轮轴简化n5-2 5-2 梁的载荷与支座梁的载荷与支座目录27简支梁简支梁外伸梁外伸梁悬

6、臂梁悬臂梁FAxFAyFByFAxFAyFByFAxFAyMAn5-2 5-2 梁的载荷与支座梁的载荷与支座静定梁的基本形式静定梁的基本形式目录28第六章第六章压杆稳定压杆稳定目录29.6-1 6-1 基本概念基本概念第六章第六章 压杆稳定压杆稳定6-2 6-2 细长压杆的临界力细长压杆的临界力目录6-3 6-3 提高压杆稳定性的措施提高压杆稳定性的措施30压杆的稳定性试验压杆的稳定性试验6-1 6-1 基本概念基本概念目录31压杆的平衡压杆的平衡压力小于临界力压力小于临界力6-1 6-1 基本概念基本概念目录326-2 6-2 细长压杆的临界力细长压杆的临界力3334欧拉公式欧拉公式22)(

7、 lEIFcr越大越稳定越大越稳定crF减小压杆长度减小压杆长度 l减小长度系数减小长度系数（增强约束）（增强约束）增大截面惯性矩增大截面惯性矩 I（合理选择截面形状）（合理选择截面形状）增大弹性模量增大弹性模量 E（合理选择材料）（合理选择材料）6-3 6-3 提高压杆稳定性的措施提高压杆稳定性的措施6-3目录35增大截面惯性矩增大截面惯性矩 I I（合理选择截面形状）（合理选择截面形状） 6-2 6-2提高压杆稳定性的措施提高压杆稳定性的措施目录36增大弹性模量增大弹性模量 E E（合理选择材料）（合理选择材料）大柔度杆大柔度杆22)( lEIFcr中柔度杆中柔度杆bacr表表 11.21

8、1.2 6-2 6-2提高压杆稳定性的措施提高压杆稳定性的措施目录37小结小结1 1、了解压杆稳定平衡、不稳定平衡和临界、了解压杆稳定平衡、不稳定平衡和临界 载荷的概念载荷的概念2 2、掌握压杆柔度的计算方法，以及判断大、掌握压杆柔度的计算方法，以及判断大 柔度、中柔度、小柔度压杆的原则柔度、中柔度、小柔度压杆的原则3 3、熟知压杆临界应力总图，能根据压杆的、熟知压杆临界应力总图，能根据压杆的 类别选用合适的公式计算临界应力类别选用合适的公式计算临界应力4 4、掌握简单压杆的稳定计算方法、掌握简单压杆的稳定计算方法5 5、了解提高压杆稳定性的主要措施、了解提高压杆稳定性的主要措施目录38第七章

9、第七章 组合变形组合变形目录39第七章第七章 组合变形组合变形7-1 7-1 概述概述7-2 7-2 斜弯曲斜弯曲7-3 7-3 拉（压）弯组合变形拉（压）弯组合变形7-4 7-4 弯扭组合变形弯扭组合变形7-5 7-5 组合变形的普遍情形组合变形的普遍情形目录目录407-1 7-1 概概 述述压弯组合变形压弯组合变形组合变形工程实例组合变形工程实例7-1目录41拉弯组合变形拉弯组合变形组合变形工程实例组合变形工程实例7-1 7-1 概概 述述目录42叠加原理叠加原理 构件在小变形和服从胡克定理的条件下，力的构件在小变形和服从胡克定理的条件下，力的独立性原理是成立的。即所有载荷作用下的内力、独立性原理是成立的。即所有载荷作用下的内力、应力、应变等是各个单独载荷作用下的值的叠加应力、应变等是各个单独载荷作用下的值的叠加 解决组合变形的基本方法是将其分解为几种基解决组合变形的基本方法是将其分解为几种基本变形；分别考虑各个基本变形时构件的内力、应本变形；分别考虑各个基本变形时构件的内力、应力、应变等；最后进行叠加。力、应变等；最后进行叠加。7-1 7-1 概概 述述目录43研究内容研究内容斜弯曲斜弯曲拉（压）弯组合变形拉（压）弯组合变形弯扭组合变形弯扭组合变形外力分析外力分析内力