剪切与挤压.ppt

1、剪切和挤压的实用计算，剪切和挤压的概念和实用计算，剪切和挤压的实用计算，工程中常见的连接件，销连接，螺栓，铆钉，工程中常见的连接件，特点：能传递一般力，可拆卸。特点：能传递一般力，不可拆卸。如桥梁桁架节点，属于铆钉连接。工程中常见的连接器，键连接，特性：扭矩传递。连接器：铆钉、销钉、螺栓、钥匙等。在部件的连接处起连接作用的部件；起到荷载传递的作用。连接件，通常有不同于轴向拉伸和压缩的变形，但这也是杆件的基本变形之一；根据构件失效的可能性，采用既反映应力基本特征又简化计算的假设计算名义应力。然后，根据直接试验的结果，确定许用应力并计算强度。实用计算：剪切概念及其实用计算，1。工程实例，实例1，工

2、件1首先落下并挤压钢板，然后剪刀2落下并切割钢板；剪切机的工作原理，钢板的变形，实施例2:两个钢板的铆钉连接，铆钉连接两个钢板，在两个方向上对钢板施加外力F。铆钉连接两块钢板，铆钉的变形，连接件的应力分析，应力特性，以及近距离平行力系统的作用。构件经受：并且具有相同尺寸和相反方向的两个构件垂直于构件的轴线并且彼此平行。变形特征：构件沿两组平行受力体系的界面相对交错。剪切面：单剪：有位错的面；具有剪切平面；双剪切：具有两个剪切平面；小矩形，平行于外力作用线，分析螺栓的剪切面，U形接头中螺栓的应力和变形，分析剪切面，分析B处螺栓的剪切面，分析由螺钉连接的传动系统的剪切面，分析由家用剪刀剪切的物体的

3、剪切面，分析钥匙的剪切面。剪切变形的内力，FS=F，平行于剪切平面的内力和剪力，由有限元计算(1)实际：剪应力均匀分布在剪切平面上；(2)假设：(4)剪切变形的实际计算，(a)剪切表面积，不一定是横截面积，但平行于外部载荷；(3)名义剪切应力和剪切强度条件：名义容许剪切应力；2.选择截面尺寸；3.确定容许载荷；1.强度检查；可以解决三类问题：(1)在假设的前提下进行物理或模型试验，以确定许用应力。例1所示的冲头的最大冲压压力为400千牛顿，冲头的直径d=34mm毫米。试着找出该冲头能冲压和切割的钢板的最大厚度t。冲压钢板的剪切极限应力为0，F/2，即钢板中的冲头冲压出的圆柱体的一侧。打孔所需的

4、条件是0，F/2。分析钢板的应力和剪切面。例2电池车的挂钩通过螺栓连接，如图所示。螺栓由20钢制成，直径为。挂钩和连接板的厚度分别为和。牵引力。试着检查螺栓的抗剪强度。分析螺栓的应力，确定剪切平面并计算内力。例3在图中所示的销连接中，组件A通过安全销C将耦合力矩传递给组件B。已知载荷P=2KN，长度l=1.2m，直径D=65mm，销的极限剪切应力u=200MPa。找到所需的安全销直径。例4法兰联轴器传递的扭矩为M=200Nm牛米，四个螺栓的直径均为d=80毫米，对称分布在d=80毫米的圆周上。螺栓的容许剪切应力检查螺栓的强度。(1)以联轴器的一个法兰和四个螺栓为研究对象进行应力分析。如果每个螺

5、栓的应力为F，则四个螺栓的应力与外力偶m平衡。(2)以单个螺栓为研究对象进行应力分析；(3)检查螺栓的强度，练习1。P100KN，螺栓直径为D30毫米，许用剪应力为60MP。如果力量不够，练习2。在10毫米厚的钢板上如图所示打孔，钢板的剪切极限应力为0300兆帕，并计算脉冲p？练习3。夹紧直径为3毫米的引线。引线的剪切极限应力为0.100兆帕，力按p？图中显示了4个夹子和剪刀。销钉c的直径是d=5毫米。当施加的力P=0.2kN千牛，并且与销直径相同的铜线被剪切时，计算铜线和销横截面之间的平均剪切应力。已知a=30mm毫米，b=150毫米。如图所示，允许的外部耦合力矩m=30千牛顿米，销材料的剪

6、切强度极限b=150兆帕，轴直径D=30mm毫米。为了确保销在30公里时被剪断，计算销直径D6。图中所示为冶炼厂使用的高压泵的安全阀。要求当活塞下的高压液体压力达到p=3.4兆帕时，沿1-1和2-2段切断安全销，使高压液体能够流出，以保证泵的安全。假设活塞直径D=5.2cm厘米，安全销由15号钢制成，其剪切极限b=320兆帕，试着确定安全销的直径D。7是用于确定剪切强度极限的试验装置。如果低碳钢试样的直径已知为d=1cm，剪切试样时的外力为P=50.2kN，那么材料的剪切强度极限是多少？8结构应力如图所示。如果已知木材的容许剪切应力=6.5兆帕，试着检查木材接头的剪切强度是否安全。如图所示，3

7、-4 a支架。在已知外力P=35kN和铆钉直径d=20mm毫米的情况下，所有的铆钉都要经受单剪。找出最危险铆钉横截面上的剪应力值和方向。木质构件和两块层压板胶合在一起，承受轴向载荷，如图所示。众所周知，甲和乙之间的间隙是8毫米；板b的宽度=100毫米。粘合层的容许剪切应力=800千帕。确定层合板的长度l、挤压概念及其实际计算、接触面上的铆钉变形、接触面上的钢板变形、铆钉与钢板在接触位置的相互挤压以及铆钉或铆钉孔由于相互挤压而产生的塑性变形；挤压变形，挤压力：局部接触面上的总压力(外力)；或在挤出表面上传递的力。连接件和被连接件在接触面上彼此压靠。挤压：两个部件之间的局部接触面用Abs表示；挤压

8、面：如果接触面是平面，如果接触面是圆柱形侧面(铆钉、螺栓、销钉)，则挤压面垂直于外部载荷；挤压面的面积作为接触面的面积；挤出表面的面积是圆柱形侧面在直径平面上的投影。铆钉挤压应力的分布，铆钉挤压面上的应力分布不均匀；工程上实际计算了板孔挤压应力的分布，挤压应力均匀分布在挤压面上；假设：由假设得到的挤压面上的应力，名义挤压应力为：挤压面上产生什么样的应力？铆钉的标称挤压应力，3，挤压力f是外力，不是内力。1是从直接试验结果中获得的，根据标称挤压应力并考虑安全系数进行计算。2.试验表明，材料的许用压应力大于许用压应力。4.当连接件和被连接件的材料不同时，检查许用压应力较小的那一个的抗压强度。键：连

9、接轴和轴上的传动部件(如齿轮、滑轮等。)，使得轴和传动部件不会相对于彼此旋转来传递扭矩。键联接传动系统用于分析轮、轴、平键结构中键的剪切面和挤压面。(1)以轴和键为受力分析的研究对象，键右侧下半部分受轴对键的作用力，合力为f；(2)将单键作为研究对象的受力分析，单键左侧上半部分受轮键的约束反力影响，r、剪切应力和挤压应力的强度检查、(bhL=20 12 100) d=70mm，m=2KNm=60M Pa，jy=100M Pa，键的应力分析，实施例2齿轮和轴通过平键(b=16mm，h=10mm)连接，其传递的扭矩为m=剪切面和挤压面的确定，剪切应力和挤压应力的强度条件，实施例3两个矩形截面的木杆

10、通过两个钢板连接，如图所示。已知拉杆的横截面宽度为b=25cm厘米，沿晶粒平行方向的拉力为F=50KN。木材沿平行纹理方向的许用剪应力和许用挤压应力为。试着在接头处找到所需的尺寸。F/2，F/2，从剪切强度条件：从挤压强度条件：以一根杆为研究对象，分析应力确定挤压面。1.两个铆钉将14014012的等边角钢铆接在墙上，形成一个支撑件P3KN，铆钉直径为d21毫米。计算铆钉中的剪应力和挤压应力bs。2.轴的直径为80毫米，通过键连接。粘合的尺寸为：宽度24毫米，高度14毫米，容许剪切应力40MP，容许挤压应力bs90MP。传递的扭矩为3.2千牛。找到焊接长度l？3、螺栓直径为d30毫米；圆形螺母

11、的直径为42毫米，高度为12毫米；力为80KN，计算了剪切应力和挤压应力。4.拉杆受拉力P50KN的作用。已知拉杆的直径为D2厘米，许用应力为60兆帕。5.计算拉杆头所需的高度。5.销连接图为P18KN，8毫米和15毫米。如果许用应力=60MP，则许用挤压应力为200兆帕，并确定销的直径。6.手柄通过一个平键与轴相连，钥匙长135毫米，宽5毫米，高5毫米(每一个都嵌有h/2)。粘结的容许剪应力为100兆帕，容许压应力为220兆帕。寻求f力？7。外径D150、内径125毫米的铜管套在直径25毫米的钢棒外面。两端用直径为12毫米的销钉连接。铜：弹性模量E1105GP，线膨胀系数117106；钢：弹

12、性模量E2210GP，线性膨胀系数211106。该系统是在室温下组装的，在组装过程中，杆上没有应力。当整个组件温度上升50度时，计算铆钉中的剪应力。8.当判断剪切平面和挤压平面时，应该注意，剪切平面是部件的两个部分出现的平面；挤出表面是元件表面。9。切割钢板时，所用的外力使钢板产生的应力大于材料的屈服极限在轴、键和轮传动机构中，键嵌入轴和轮的深度相等，三者的许用挤压应力为bs1、bs2和bs3。三者之间的合理关系是什么？它可以通过在板和螺栓之间增加垫圈来提高强度。a:螺栓拉伸；b:螺栓挤压；c:螺栓的剪切；d、挤压平板；3-2台水轮发电机组的卡环尺寸如图所示。轴向载荷P=1450kN千牛顿，卡

13、环材料的容许剪切应力=80兆帕，容许压缩应力bs=150兆帕是已知的。试着检查卡环的强度。3-9木梁由立柱支撑，如图所示。今天测量的柱内轴向压力为75KN。如果已知木梁能够承受的容许压应力为bs=3MPa。确定立柱和木梁之间垫板的尺寸。接头的强度计算，在铆钉钢板接头中，有几种可能的损伤？铆钉应力假设，(2)如果铆钉具有相同的材料和不同的直径，并且外力作用线穿过钉组的横截面质心，则每个铆钉的应力相等。(1)如果每个铆钉由相同的材料制成并且具有相同的直径，并且外力线穿过钉组的横截面质心，则每个铆钉的应力与铆钉的横截面积成比例。(3)每个铆钉具有相同的材料和相同的直径，外力偶的作用面垂直于铆钉轴线，

14、每个铆钉的力与铆钉的截面形心到钉组的截面形心的距离成正比，力的方向垂直于铆钉和钉组之间的连线可能的损坏：(1)铆接损坏，因为铆钉被切断；(2)铆钉和钢板在钉孔之间挤得太多，破坏了铆接；(3)由于钢板有钉孔，所以在薄弱部位断裂。(1)铆钉剪切计算，(2)铆钉挤压计算，因此取n=4。(3)检查主板拉伸故障。例2:如图所示，铆接接头的应力为P=110kN万牛顿。已知钢板的厚度为t=1cm，宽度为b=8.5cm，容许应力为=160mpa。铆钉直径d=1.6cm厘米，许用剪应力=140兆帕，许用挤压应力=jy=320M兆帕，试着检查铆接接头的强度。应力分析、剪应力和挤压应力强度计算、钢板抗拉强度计算，总

15、之，接头是安全的。例3:在P=80KN的力下，用四个铆钉搭接两块钢板。钢板宽度b=80mm毫米，厚度t=10mm毫米，铆钉直径d=16mm毫米。钢板和铆钉的材料是一样的。检查接头的强度。外力作用线穿过铆钉组的中心，使每个铆钉承受相等的力；(1)铆钉的应力，每个铆钉的应力为q，取一个铆钉进行应力分析；(2)铆钉剪力的计算，铆钉是单一剪力，剪力平面是铆钉的横截面；铆钉满足抗剪强度。钢板和铆钉的材料相同，所以它们的挤压应力相等；(3)挤压强度计算，接头满足挤压强度。以上板为研究对象进行应力分析；(4)钢板抗拉强度的计算，钢板在每个铆钉孔处承受Q=P/4的力，铆钉孔位于有两个孔的截面或右端有一个铆钉孔

16、的截面；危险表面、轴向力图、钢板满足抗拉强度；因此，整个接头的强度是足够的。例2:图为相同材料的铆钉接头，上下盖板宽度b1=160mm毫米，厚度t1=7毫米；中间主板的宽度b=200mm毫米，厚度t=12mm毫米；铆钉直径d=20mm毫米。在功率=200千牛顿的负载下。检查接头的强度。以左主板上的一个铆钉为研究对象进行应力分析。(1)铆钉抗剪强度的计算，外载荷通过铆钉组的中心，因此每个铆钉承受的力相等；铆钉是双剪刀；剪切平面是铆钉的横截面；铆钉达到了抗剪强度。铆钉与上下盖板之间的挤压力小，挤压面面积也小；(2)接头挤压强度计算，铆钉与主板之间的挤压力过大，挤压面面积过大；接头的挤压强度足够。(3)上、下盖板的抗拉强度计算，外载荷P由上、下盖板承担，因此上、下盖板分别承担P/2；P/2由5个铆钉孔分担，每个铆钉孔承受P/10，因此上、下盖板的应力如图所示。两个铆钉孔处的内力较小，三个铆钉孔处的内力较大，因此危险面在三个铆钉孔处。危险面、上下盖板满足强度，每个铆钉孔承受p/5；(4)主板抗拉强度的计算，以左