《工程力学》课件第六章 剪切

1、第六章 剪切材料力学161 工程实际中的剪切问题连接件的受力特点和变形特点：1、连接件剪切 在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件。例如：螺栓、铆钉、键等。连接件虽小，起着传递载荷的作用。 特点：可传递一般 力， 可拆卸。PP螺栓2PP剪切铆钉特点：可传递一般 力，不可拆卸。如桥梁桁架结点处用它连接。无间隙m轴键齿轮特点：传递扭矩。32、受力特点和变形特点：剪切nn（合力）（合力）PP以铆钉为例：受力特点： 构件受两组大小相等、方向相反、作用线相互很近（差一个几何平面）的平行力系作用。变形特点： 构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动。4剪切nn（合力）（合力）PP剪切面： 构件将发生相互的

2、错动面，如n n 。剪切面上的内力： 内力 剪力Q，其作用线与剪切面平行。PnnQ剪切面5剪切nn（合力）（合力）PP3、连接处破坏三种形式： 剪切破坏 沿铆钉的剪切面剪断，如 沿n n面剪断 。 挤压破坏 铆钉与钢板在相互接触面 上因挤压溃烂使连接松动， 发生破坏。 拉伸破坏PnnQ剪切面钢板在受铆钉孔削弱的截面处，应力增大，易在连接处拉断。 6剪切实用计算方法：根据构件的破坏可能性，采用能反映受力基本特征，并简化计算的假设，计算其名义应力，然后根据直接试验的结果，确定其相应的许用应力，以进行强度计算。适用：构件体积不大，真实应力相当复杂情况，如连接件等。实用计算假设：假设剪应力在整个剪切面

3、上均匀分布，等于剪切面上的平均应力。62 剪切的实用计算7剪切1、剪切面-A ： 错动面。 剪力-Q： 剪切面上的内力。2、名义剪应力-：3、剪切强度条件（准则）：nn（合力）（合力）PPPnnFS剪切面工作应力不得超过材料的许用应力。一、剪切的实用计算8二、挤压的实用计算1、挤压力P ：接触面上的合力。剪切挤压：构件局部面积的承压现象。挤压力：在接触面上的压力。假设：挤压应力在有效挤压面上均匀分布。92、挤压面积：接触面在垂直P方向上的投影面的面积Abs 。3、挤压强度条件（准则）： 工作挤压应力不得超过材料的许用挤压应力。剪切挤压面积10四、应用剪切11PP例1 木榫接头如图所示，a =

4、b =12cm，h=35cm，c=4.5cm, P=40KN，试求接头的剪应力和挤压应力。解：受力分析如图：剪应力和挤压应力剪切面和剪力为 挤压面和挤压力为：剪切PPPPbach12mdP解：键的受力分析如图例2 齿轮与轴由平键（bhL=20 12 100）连接，它传递的扭矩m=2KNm，轴的直径d=70mm，键的许用剪应力为= 60M Pa ，许用挤压应力为bs= 100M Pa，试校核键的强度。 剪切mbhL13综上，键满足强度要求。剪应力和挤压应力的强度校核剪切mdPbhL14解：键的受力分析如图例3 齿轮与轴由平键（b=16mm，h=10mm，）连接，它传递的扭矩m=1600Nm，轴的直径d=50mm，键的许用剪应力为= 80M Pa ，许用挤压应力为 jy= 240M Pa，试设计键的长度。 剪切mmdPbhL15剪切mdPbhL剪应力和挤压应力的强度条件综上16解：受力分析如图例4 一铆接头如图所示，受力P=110kN，已知钢板厚度为 t=1cm，宽度 b=8.5cm ，许用应力为 = 160M Pa ；铆钉的直径d=1.6cm，许用剪应力为= 140M Pa ，许用挤压应力为bs= 320M Pa，试校核铆接头的强度。（假定每个铆钉受力相等。） 剪切bPPt