《材料力学》04剪挤.ppt

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）,Practical Analysis of Connections,（Shear and Bearing）,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）,（Shear and Bearing Failure）,（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（n n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,(Practical Analysis of Shear and Bearing),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=t d,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=80M Pa，许用挤压应力 bs=240M Pa，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=20 12 100）连接，传递扭矩 m=2KNm，轴直径 d=70mm，键许用=60M Pa，许用挤压应力bs=100M Pa，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=160M Pa；铆钉直径 d=1.6cm，许用切应力=140M Pa，许用挤压应力bs=320M P，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,