第六章 剪切和挤压

第六章剪切和挤压

§6-1剪切和挤压的力学模型一、剪切1.剪切变形的基本概念当构件工作时,铆钉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,铆钉沿两个力作用线之间的截面发生相对错动变形,这种变形称为剪切变形。发生相对错动的截面称为剪切面,它平行于作用力的作用线,位于构成剪切的两力之间。

§6-1剪切和挤压的力学模型2.剪切变形的特点(1)受力特点作用在构件两侧面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。(2)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。3.剪切的实用计算为了对受剪切作用的构件进行抗剪强度计算,需先求出剪切面上的内力。用截面法将铆钉沿其截面m—m假想截开,取任意部分为研究对象,由平衡方程求得

§6-1剪切和挤压的力学模型平行于截面的内力称为剪力,用F

Q

表示。其平行于截面的应力称为切应力,用符号τ

表示。

§6-1剪切和挤压的力学模型二、挤压1.挤压变形的基本概念构件受外力作用发生剪切变形时,往往伴随有其他形式的变形产生。如图所示,铆钉侧面所受的力F,是通过被连接件的孔壁与铆钉半圆柱表面之间的接触压紧而产生的。这种局部表面受压的现象称为挤压变形。产生挤压时构件之间的接触面称为挤压面。若挤压力过大时,在接触面的局部范围内将产生塑性变形,致使结构不能正常使用,这种现象称为挤压破坏。把挤压面上的作用力称为挤压力,用F

jy表示。挤压面上由挤压引起的应力称为挤压应力,用σ

jy表示。

§6-1剪切和挤压的力学模型2.挤压面的计算挤压面的计算面积Ajy需根据挤压面的形状来确定。应注意:(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的接触处。

§6-2抗剪和抗挤压强度条件及其应用一、抗剪和抗挤压强度条件1.抗剪强度条件为保证连接件安全可靠地工作,要求工件切应力不超过材料的许用切应力。由此得出抗剪强度条件为2.抗挤压强度条件为保证连接件具有足够的抗挤压强度而不被破坏,抗挤压强度条件为

§6-2抗剪和抗挤压强度条件及其应用二、抗剪和抗挤压强度条件的应用1.连接件的失效形式主要包括剪断和挤压破坏。2.强度条件的应用应用剪切强度条件和挤压强度条件,可以解决工程中的三类强度问题

§6-2抗剪和抗挤压强度条件及其应用

§6-2抗剪和抗挤压强度条件及其应用例6-1如图6-9所示钢板插销连接结构,插销材料为2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。解:(1)截面法求内力插销受力如图6-9b、c所示。根据受力情况,插销中段相对于上、下两段,沿m—m和n—n两个面向左双剪切。由平衡方程可求出:

§6-2抗剪和抗挤压强度条件及其应用例6-2如图6-10所示冲床冲头,F

max=400kN,冲头[σ]=400MPa,冲剪钢板的抗剪强度极限τb=360MPa,试根据强度条件计算冲头的最小直径d

及钢板厚度最大值

t。解:

§6-2抗剪和抗挤压强度条件及其应用三、提高连接件强度的主要措施在尽可能降低材料消耗的前提下,提高连接件强度的主要措施有以下两种:1.增加连接件数量,加大承载面积,提高连接件强度2.通过增加连接件剪切面数量,加大承载面积,