材料力学部分3第三章剪切

1、第三章 剪 切3-1 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。FF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。FF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FF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

2、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3-2 剪切的实用计算FF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：FFFS 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FF 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

3、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FF 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 3-3 挤压的实用计算挤压力不是内力，而是外力 挤压面的计算面积3-3 挤压的实用计算FF 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

4、应力公式FF挤压强度条件：挤压的实用计算FF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：

5、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。 mmdFbhLmdFbhL 切应力和挤压应力的强度条件 综上ASt1=7P = 200KNt2=12t1=7主板盖板铆接接头图20P =

6、 200KNP = 200KNI III IIb1=160b2=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（二）铆钉的剪切强度校核 （三）挤压强度校核 比较： Pc2=40KN铆钉受力图t1=7P = 200KNt2=12t1=7主板盖板2（四）绘主板和盖板的轴力图并进行强度校核。 II-II截面 I-I截面（1）主板：t1=7P = 200KNt2=12t1=7主板盖板铆接接头图20P = 200KNP = 200KNI III IIb1=160b2=200PIIIIII 主板轴力图 （五）综合各项强度计算的结果可知，该接头的强度是足够的。 II-II 截面内力比I-I截面大，而截面积比I-I 截面小，故只需