项目七剪切与挤压

项目七剪切与挤压剪切与挤压项目七剪切与挤压课题7.1剪切与挤压的概念与实例课题7.2剪切与挤压的实用计算螺栓连接铆钉连接销轴连接连接件：

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。

一、剪切的概念

机械中常用的连接件，如销钉、键和铆钉等，都是承受剪切的零件从实例我们可以得到剪切的受力特点：作用在构件上的外力垂直于轴线，两侧外力的合力大小相等，方向相反，作用线相距很近。联接件在发生剪切变形的同时，它与被联接件传力的接触面上将受到较大的压力作用，从而出现局部变形，这种现象称为挤压。如图，上钢板孔左侧与铆钉上部左侧，下钢板右侧与铆钉下部右侧相互挤压。发生挤压的接触面称为挤压面。挤压面上的压力称为挤压力，用Fjy表示。相应的应力称为挤压应力，用

jy表示。必须指出，挤压与压缩不同。挤压力作用在构件的表面，挤压应力也只分布在挤压面附近区域，且挤压变形情况比较复杂。当挤压应力较大时，挤压面附近区域将发生显著的塑性变形而被压溃，此时发生挤压破坏。另外可以看出，剪切面是与作用力平行的面，挤压面是与作用力垂直的面。

挤压面MMFFj孔挤扁或钉FFj键或槽变形MFjFjFj键上挤压力挤压面挤压面二个剪切面挤压面为曲面时的计算挤压面FFFF二个挤压面实际挤压面FjFjFj计算挤压面三个挤压面1.强度校核;

选择截面尺寸;2.

3.确定最大许可载荷剪切强度条件可解决三类问题：塑性材料：[

]＝（0.6～0.8）[

]脆性材料：[

]＝（0.8～1.0）[

]许用剪应力与许用切应力相似，由通过实验得到的剪切强度极限除以安全系数得到。一般由于挤压面上的挤压应力分布比较复杂，所以与剪切一样，工程中也采用实用计算，即认为挤压应力在挤压面上均匀分布，于是有二、挤压实用强度计算挤压面上的挤压力挤压面的计算面积计算面积Ajy需根据挤压面的形状来确定。如键联接的挤压面为平面，则该平面的面积就是挤压面积的计算面积。h/2h/2lAjyAjy=hl/2对于销钉、铆钉等圆柱联接件，其挤压面为圆柱面，挤压面的应力分布如图。FF

d挤压面dd

Ajy=d·

为保证联接件具有足够的挤压强度而不破坏，挤压强度条件为式中，[

jy]为材料的允许挤压应力，其数值可由实验获得。常用材料的仍可从有关的手册上查得。对于金属材料，许用挤压应力和许用拉应力之间有如下关系：塑性材料[

jy]＝(1.5～2.5)[

]

脆性材料[

jy]＝(0.9～1.5)[

]

必须注意，如果两个相互挤压构件的材料不同，则应对材料强度较小的构件进行计算。挤压强度条件可解决三类问题与剪切强度可解决问题相似。二、挤压的实用计算1、挤压面上的应力（1）挤压力：在接触面上的合力,如图7-2-1所示Fbs（2）挤压面积：接触面在垂直Fbs方向上的投影面的面积。如图7-2-2所示Abs（3）挤压应力公式2、挤压的强度计算例图7-2-4中，已知钢板厚度

，其剪切极限应力

。若用冲床将钢板冲出直径

的孔，问需要多大的冲剪力?解：剪切面就是钢板内被冲头冲出的圆柱体的侧面，如图7-2-4b所示。其面积为冲孔所需的冲力应为

t凸模工件冲头dtFd例

厚度为的主钢板用两块厚度为的同样材料的盖板对接如图示。已知铆钉直径为d=2cm，钢板的许用拉应力，钢板和铆钉许用剪应力和许用挤压应力相同，分别为，。若F=250KN，试求:（1）每边所需的铆钉个数n；（2）若铆钉按图示排列，所需板宽b为多少？FF解：可采用假设的计算方法：假定每个铆钉所受的力都是一样的。可能造成的破坏：（1）因铆钉被剪断而使铆接被破坏；（2）铆钉和板在钉孔之间相互挤压过大，而使铆接被破坏；（3）因板有钉孔，在截面被削弱处被拉断。（1）铆钉剪切计算F/nF/2nF/2nF/2n（2）铆钉的挤压计算因此取n=4.（3）主板拉断的校核FF/nF/nF/nF/nFF/2II危险截面为I-I截面主板的强度条件为（忽略应力集中的影响）：t小结1、剪切变形的受力特点：外力作用线平行、反向、垂直与轴线、相隔距离很小

变形特点：两力间的横截面发生相对错动2、剪切与挤压的实用计算剪切与挤压的实用计算中要正确判断剪切面与挤压面的位置，并能够计算出它们的实用面积剪切与挤压的主要区别剪切面与外力平行挤压面与外力垂直剪切应力为剪应力挤压应力为正应力剪切面计算铆钉与螺栓键挤压面计算（2）正确地确定剪切面的位置及其上的剪力。剪切面在两相邻外力作用线之间，与外力平行。（3）正确地确定挤压面的位置及其上的挤压力。挤压面即为外力的作用面，与外力垂直；挤压面为半圆弧面时，可将构件的直径截面视为挤压面。