《材料力学》04剪挤.ppt
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材料力学,郑州大学工程力学系编制,第四章连接实用计算,(剪切与挤压),PracticalAnalysisofConnections,(ShearandBearing),剪切和挤压,1.剪切与挤压破坏,拉压和剪切习题课,2.剪切与挤压实用计算,1.剪切挤压破坏(实例和概念),一.连接件,发生剪切与挤压的构件常见于连接件,例如:
螺栓、铆钉、键、焊缝、榫头,(可拆卸),(不可拆卸),(ShearandBearingFailure),(齿轮),(焊缝),连接件虽小,起着传递且承受载荷作用结构的薄弱环节,剪切工程实例,铆钉连接,销轴连接,平键连接,二.受力和变形特点:
以铆钉为例:
外力垂直于轴线,,沿交界面发生相对错动,剪切面:
两组力系交界的错动面,(平行于截面的内力),剪力FS,受力特点:
变形特点:
剪切,两组平行力系作用两侧,相等相反、相距很近,相应切应力,连接破坏三种形式:
拉伸破坏,挤压破坏,沿剪切面(nn面)剪断,被接件在截面削弱处(铆钉孔)应力增大,易拉断,连接与被接件(铆钉与钢板)在相互接触面发生局部挤压.,剪切,接触处局部表面塑性变形或压溃(崩).,剪切破坏,连接件实际工作条件及变形、应力分布都极其复杂,要作理论上的精确计算有时甚至不可能,且往往分析结果与实测情况并不很符合,实用计算,2剪切挤压实用计算,根据构件实际破坏情况,先对剪切挤压应力分布作粗略但基本符合实际的假设,得到“名义”计算应力,,而其许用破坏应力也按同样假设和公式考虑(强度计算中误差将相互抵消),因此工程上通常采用一种简化的实用计算方法,(PracticalAnalysisofShearandBearing),为计算方便,假设切应力在剪切面上均匀分布。
据此算出的平均切应力,称为,(剪力),(剪切面积),名义切应力,(许用切应力),一.剪切实用计算,可以从有关设计手册中查得,或通过材料剪切实验来确定(直接模拟连接件受力破坏),(试件),剪切,(剪切器),假设挤压应力在挤压计算面积上均匀分布,(挤压力),(挤压面积),名义挤压应力,(许用挤压应力),二.挤压实用计算,挤压面积:
剪切,若挤压面为平面:
Abs等于此平面的面积,若挤压面为圆柱面:
Abs等于过直径平面,挤压面积,Abs=td,接触面(在垂直挤压力方向)投影面积,例1:
求下列各例的剪切力,剪切面和挤压力,挤压面,剪切,挤压,解:
m,键受力分析,剪切,例2,剪切,机床挂钩式联接件,选销轴径d.,思考:
几个剪切面?
几个挤压面?
例3:
剪切计算,解:
挤压计算,挤压力,挤压面积,比较,哪最危险?
牙嵌式离合器,校核强度,思考:
剪切面?
挤压面?
各牙受力相同,例4:
(剪切面),解:
受力分析,剪力、剪切面积,挤压力挤压面积:
剪切挤压校核,安全,20,例5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,挤压面和挤压力:
P,P,解:
键受力分析,例6齿轮与轴由平键(bh=1610mm)连接,传递扭矩m=1600Nm,轴直径d=50mm,键许用剪应力=80MPa,许用挤压应力bs=240MPa,试设计键长度。
剪切和挤压强度条件,,,,,综上,m,16,10,剪切,解:
键受力分析,例7齿轮与轴由平键(bhL=2012100)连接,传递扭矩m=2KNm,轴直径d=70mm,键许用=60MPa,许用挤压应力bs=100MPa,试校核键强度,m,剪切挤压强度校核,键满足强度要求,剪切,解:
铆接头如图所示,P=110kN,钢板厚t=1cm,宽b=8.5cm,许用应力=160MPa;铆钉直径d=1.6cm,许用切应力=140MPa,许用挤压应力bs=320MP,试校核铆接头强度(假定各铆钉受力相等),受力分析下板,例8,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,本章结束,Thanks!
1、剪切的实用计算,拉(压)杆连接的剪切与挤压强度计算,2、挤压的实用计算,
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