工程力学第六章剪切和挤压详解

工程力学第六章剪切和挤压ppt课件当前1页，总共27页。明确连接件的两种破坏形式：剪切破坏和挤压破坏，以及破坏的特点。了解剪切和挤压实用计算只是一种假定计算。能够较准确地区分剪切面和挤压面。学会运用抗剪强度条件和抗挤压强度条件进行连接件的强度计算。第六章剪切和挤压当前2页，总共27页。一、剪切螺栓连接键连接工程中常见的连接件中，哪个零件容易发生破坏，破坏的基本形式又是什么呢？§6－1剪切和挤压的力学模型当前3页，总共27页。1．剪切变形的基本概念剪切变形——构件工作时，连接件的两侧面上受到一对大小相等、方向相反、作用线平行且相距很近的外力作用，这时两力作用线之间的截面发生相对错动变形。

剪切面——产生相对错动的截面。§6－1剪切和挤压的力学模型当前4页，总共27页。2．剪切变形的特点

受力特点：作用在构件两侧上的外力的合力大小相等，方向相反，作用线平行且相距很近。

变形特点：介于两作用力之间的各截面，有沿作用力方向发生相对错动的趋势。剪切变形的特点§6－1剪切和挤压的力学模型当前5页，总共27页。3．剪切的实用计算剪力——平行于截面的内力，用FQ表示。切应力——平行于截面的应力，用符号τ表示。τ=FQ/A

A——剪切面面积§6－1剪切和挤压的力学模型当前6页，总共27页。二、挤压

观察图中的螺栓连接，它在发生剪切变形的同时，还会发生什么变形？§6－1剪切和挤压的力学模型当前7页，总共27页。1．挤压变形的基本概念挤压变形——连接和被连接件接触面相互压紧的现象。挤压面——连接件与被连接件相互接触并产生挤压的侧面。挤压力——挤压面上的作用力，用Fjy表示。挤压应力——挤压面上由挤压引起的应力，用σjy表示。σjy=Fjy/Ajy挤压变形的定义§6－1剪切和挤压的力学模型当前8页，总共27页。2．挤压面的计算（1）剪切面与外力方向平行，作用在两连接件的错动处。（2）挤压面与外力方向垂直，作用在连接件与被连接件接触处。§6－1剪切和挤压的力学模型当前9页，总共27页。键连接A＝bl

Ajy＝lh/2常用连接件的剪切面、挤压面的计算§6－1剪切和挤压的力学模型当前10页，总共27页。铆钉连接、销连接§6－1剪切和挤压的力学模型当前11页，总共27页。冲压件§6－1剪切和挤压的力学模型当前12页，总共27页。挤压和压缩是两个完全不同的概念，挤压变形发生在两构件相互接触的表面，而压缩则是发生在一个构件上。你能说出挤压和压缩有何区别吗？试指出图中哪个物体应考虑压缩强度？哪个物体应考虑挤压强度？§6－1剪切和挤压的力学模型当前13页，总共27页。无毛刺冲孔的橡胶冲头

1－铝制模板2－橡胶冲头3－待冲薄板4－钛板§6－1剪切和挤压的力学模型当前14页，总共27页。一、抗剪和抗挤压强度条件二、抗剪和抗挤压强度条件的应用三、提高连接件强度的主要措施§6－2剪切和抗挤压强度条件及其应用当前15页，总共27页。塑性材料［τ］=（0.6～0.8）［σ］脆性材料［τ］=（0.8～1.0）［σ］一、抗剪和抗挤压强度条件1．剪切强度条件τ=FQ/A≤［τ］式中［τ］为材料的许用切应力，单位为Pa或MPa。§6－2剪切和抗挤压强度条件及其应用当前16页，总共27页。塑性材料［σjy］=（1.7～2.0）［σ］脆性材料［σjy］=（0.9～1.5）［σ］2．抗挤压强度条件σjy=Fjy/Ajy

≤［σjy］式中［σjy］为材料的许用挤压应力，单位为Pa或MPa。§6－2剪切和抗挤压强度条件及其应用当前17页，总共27页。剪断挤压破坏二、抗剪和抗挤压强度条件的应用1．连接件的失效形式连接件失效形式§6－2剪切和抗挤压强度条件及其应用当前18页，总共27页。2．强度条件的应用（1）校核强度（2）选择截面尺寸（3）确定许可载荷强度条件的应用§6－2剪切和抗挤压强度条件及其应用当前19页，总共27页。（1）校核强度在杆件的材料许用应力[τ]、横截面面积A以及所受的载荷都己知的条件下，验算连接件的强度是否足够，即用强度条件判断连接件能否安全工作。τ=FQ/A≤［τ］σjy＝Fjy/Ajy≤［σjy］§6－2剪切和抗挤压强度条件及其应用当前20页，总共27页。（2）选择截面尺寸若已知杆件所受载荷和所用材料，根据强度条件，可以确定该杆所需横截面面积。A≥FQ/［τ］Ajy≥Fjy/［σjy］§6－2剪切和抗挤压强度条件及其应用当前21页，总共27页。（3）确定许可载荷已知杆件尺寸（即横截面面积A）和材料的许用应力[τ]，根据强度条件，可以确定该杆件所能承受的载荷。FQ≤A［τ］Fjy≤Ajy［σjy］§6－2剪切和抗挤压强度条件及其应用当前22页，总共27页。解题前须知：（1）连接件的失效形式包括剪断和挤压破坏。在进行强度计算时，应同时考虑剪切强度与抗挤压强度。（2）在进行三类强度计算前，应先确定计算类别，再根据强度条件进行计算。特别应注意剪切面与挤压面的计算，在确定剪切面时，连接件存在有两个剪切面的情形称为双剪切。每个剪切面上的有效载荷仅为原载荷的1/2。

§6－2剪切和抗挤压强度条件及其应用当前23页，总共27页。

【例6－1】钢板插销连接结构，插销材料为20钢，［τ］＝30MPa，直径d＝20mm，挂钩厚度t＝8mm，被连接的板件厚度为1.5t，即12mm。牵引力F＝15kN，试校核插销的抗剪强度。§6－2剪切和抗挤压强度条件及其应用FF解题过程当前24页，总共27页。

【例6－2】冲床，Fmax=400kN，冲头［σ］=400MPa，冲剪钢板的抗剪强度极限τb=360MPa，计算冲头的最小直径d及钢板厚度最大值t。解题过程§6－2剪切和挤压的强度条件及其应用当前25页，总共27页。