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文档简介
第二章剪切材料力学1第二章剪切
§2-1工程实际中的剪切问题§2-2剪切的实用计算21、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§2–1工程实际中的剪切问题3剪切4PP剪切铆钉特点:可传递一般力,不可拆卸。如桥梁桁架结点处于它连接。无间隙m轴键齿轮特点:传递扭矩。52、受力特点和变形特点:剪切nn(合力)(合力)PP以铆钉为例:①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。②变形特点:构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动。6剪切nn(合力)(合力)PP③剪切面:构件将发生相互的错动面,如n–n
。④剪切面上的内力:
内力—剪力FS
,其作用线与剪切面平行。PnnFS剪切面7剪切nn(合力)(合力)PP3、连接处破坏三种形式:
①剪切破坏沿铆钉的剪切面剪断,如沿n–n面剪断
。
②挤压破坏铆钉与钢板在相互接触面上因挤压而使溃压连接松动,发生破坏。
③拉伸破坏PnnFS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。8工程实用计算方法1、假设2、计算名义应力3、确定许用应力①按照破坏可能性②反映受力基本特征③简化计算直接试验结果FF剪切§2-2剪切与挤压的实用计算91、受力特征:2、变形特征:剪切的实用计算上刀刃下刀刃nnFFFFS剪切面剪切10剪切实用计算中,假定剪切面上各点处的切应力相等,于是得剪切面上的名义切应力为:——剪切强度条件剪切面为圆形时,其剪切面积为:对于平键,其剪切面积为:剪切11FF挤压面FF压溃(塑性变形)挤压计算对联接件与被联接件都需进行挤压的实用计算剪切12挤压强度条件:
挤压许用应力:由模拟实验测定
①挤压面为平面,计算挤压面就是该面②挤压面为弧面,取受力面对半径的投影面挤压应力tdFbs挤压力计算挤压面Abs=td剪切13应用剪切14PP例1
木榫接头如图所示,a=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PPPPbach15mdP解:
键的受力分析如图例2齿轮与轴由平键(b×h×L=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[
jy]=100MPa,试校核键的强度。
剪切mbhL16综上,键满足强度要求。
剪应力和挤压应力的强度校核剪切mdPbhL17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[
]=80MPa,许用挤压应力为[
jy]=240MPa,试设计键的长度。
剪切mmdPbhL18剪切mdPbhL
剪应力和挤压应力的强度条件
综上19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[
]=160MPa;铆钉的直径d=1.6cm,许用剪应力为[
]=140MPa,许用挤压应力为[
jy]=320MPa,试校核铆接头的强度。(假定每个铆钉受力相等。)
剪切bPPttdPPP112233P/420
钢板的2--2和3--3面为危险面
剪应力和挤压应力的强度条件综上,接头安全。剪切ttdPPP112233P/421例5如图所示冲床,Fmax=400kN,冲头[σ]=400MPa,冲剪钢板τu=360MPa,设计冲头的最小直径值及钢板厚度最大值。解(1)按冲头的压缩强度计算d(2)按钢板剪切强度计算
t剪切22例6图示装置常用来确定胶接处的抗剪强度,如已知破坏时的荷载为10kN,试求胶接处的极限剪(切)应力。③①②胶缝30mm10mmF①FSFSF解:剪切23例7如图螺钉,已知:[
]=0.6[
],求其d:h的合理比解:hFd当s,t分别达到[t],[s]时,材料的利用最合理剪切面dh剪切24h/2bldOFSnnFsFbsFMennOMe校核键的剪切强度:校核键的挤压强度:例8图示轴与齿轮的平键联接。已知轴直径d=70mm,键的尺寸为b×h×l=20×12×100mm,传递的力偶矩Me=2kN·m,键的许用应力[t]=60MPa,[s]bs=100MPa。试校核键的强度。强度满足要求剪切25例9电瓶车挂钩由插销联接,如图示。
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