同济大学工程力学剪切力.ppt

1、第七章 剪 切,7-1 剪切的概念和实例,铆钉连接,工程实际中用到各种各样的连接，如：,销轴连接,铆钉连接,平键连接,榫连接,剪切受力特点：作用在构件两侧面上的外力合力大小相 等、方向相反且作用线相距很近。,变形特点：构件沿两力作用线之间的某一截面产生相 对错动或错动趋势。,铆钉连接,剪床剪钢板,剪切面,剪切的概念,剪切受力特点：作用在构件两侧面上的外力合力大小相 等、方向相反且作用线相距很近。,变形特点：构件沿两力作用线之间的某一截面产生相 对错动或错动趋势。,铆钉连接,双剪切,连接的破坏形式一般有：,以铆钉连接为例,连接的破坏形式一般有以下几种：,1、剪切破坏 构件两部分沿剪切面发生滑移、

2、错动,2、挤压破坏 在接触区的局部范围内，产生显著塑性变形,剪切与挤压破坏都是复杂的情况，这里仅介绍工程上的实用计算方法,3、钢板拉伸强度破坏 钢板因开铆钉孔使截面被削弱而发生强度破坏,剪切面上的名义切应力计算公式：,实用计算中假设切应力在剪切面（m-m截面）上是均匀分布的,7-3 剪切与挤压的实用计算,截面法剪力,剪切面上的内力,剪切的实用计算,剪切强度条件：,剪切强度条件同样可解三类问题,剪切面上的名义切应力：,FS 为剪切面上的剪力； A 为剪切面的面积。,剪切的实用计算,剪切强度条件：,名义许用切应力,注意：名义许用切应力 是通过直接试验，按上式得到剪切破坏时材料的极限切应力，再除以安

3、全因数，即得；可在有关的设计规范中查到，它与钢材在纯剪切应力状态时的容许切应力显然是不同的。,对大多数的连接件(或连接)来说，剪切变形及剪切强度是主要的。,挤压的实用计算,在铆钉连接中，在铆钉与钢板相互接触的侧面上，将发生彼此间的局部承压现象，称为挤压。在接触面上的压力，称为挤压力Fbs 挤压力过大，可能引起螺栓压扁或钢板在孔缘压皱，从而导致连接松动而失效,挤压力不是内力，而是外力,挤压面的计算面积,3-3 挤压的实用计算,实用计算中，名义挤压应力公式,实际的挤压面是半个圆柱面，而在实用计算中用其直径平面Abs来代替,挤压强度条件：,挤压的实用计算,挤压强度条件同样可解三类问题,挤压面的计算面

4、积,名义挤压应力公式,挤压强度条件：,挤压的实用计算,名义许用挤压应力,名义许用挤压应力bs 是通过直接试验，并按上式得到材料的极限挤压应力，从而确定之。,挤压强度条件：,剪切强度条件：,脆性材料：,塑性材料：,可从有关设计规范中查得,例 已知：d =2 mm，b =15 mm，d =4 mm，t =100 MPa， s bs =300 MPa，s =160 MPa。 试求：F,解：1、剪切强度,解：1、剪切强度,2、挤压强度,3、钢板拉伸强度,例 已知：F = 80 kN, d = 10 mm, b = 80 mm, d = 16 mm, t = 100 MPa, s bs = 300 MP

5、a, s = 160 MPa,试：校核接头的强度,解：1. 接头受力分析,当各铆钉的材料与直径均相同，且外力作用线在铆钉群剪切面上的投影通过铆钉群剪切面形心时， 通常即认为各铆钉剪切面上的剪力相等,2. 强度校核,剪切强度：,挤压强度：,拉伸强度：,接头的强度足够,解：键的受力分析如图,例 齿轮与轴由平键（b =16 mm，h=10 mm）连接，它传递的扭矩 m = 1600 Nm，轴的直径 d = 50 mm，键的许用切应力为 = 80 M Pa ，许用挤压应力为 bs= 240M Pa，试设计键的长度。,d,F, 切应力和挤压应力的强度条件, 综上,AS,例 图示一铆接接头，已知材料的容许应力分别为 ，试校核该接头的 强度。,解：（一）绘铆钉受力图,（二）铆钉的剪切强度校核,（三）挤压强度校核,比较：,t1=7,P = 200KN,t2=12,t1=7,主板,盖板,2,（四）绘主板和盖板的轴力图并进行强度校核。,II-II截面,I-I截