工程力学第六章剪切和挤压.ppt

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1、第六章 剪切和挤压,61 剪切和挤压的力学模型62 抗剪和抗挤压强度条件及其应用*知识拓展,明确连接件的两种破坏形式：剪切破坏和挤压破坏，以及破坏的特点。了解剪切和挤压实用计算只是一种假定计算。能够较准确地区分剪切面和挤压面。学会运用抗剪强度条件和抗挤压强度条件进行连接件的强度计算。,第六章 剪切和挤压,一、剪切,螺栓连接,键连接,工程中常见的连接件中，哪个零件容易发生破坏，破坏的基本形式又是什么呢？,61 剪切和挤压的力学模型,1剪切变形的基本概念,剪切变形构件工作时，连接件的两侧面上受到一对大小相等、方向相反、作用线平行且相距很近的外力作用，这时两力作用线之间的截面发生相对错动变形。剪切面

2、产生相对错动的截面。,61 剪切和挤压的力学模型,2剪切变形的特点,受力特点：作用在构件两侧上的外力的合力大小相等，方向相反，作用线平行且相距很近。变形特点：介于两作用力之间的各截面，有沿作用力方向发生相对错动的趋势。,61 剪切和挤压的力学模型,3剪切的实用计算,剪力平行于截面的内力，用FQ表示。切应力平行于截面的应力，用符号表示。,=FQ/A,A剪切面面积,61 剪切和挤压的力学模型,二、挤压,观察图中的螺栓连接，它在发生剪切变形的同时，还会发生什么变形？,61 剪切和挤压的力学模型,1挤压变形的基本概念,挤压变形连接和被连接件接触面相互压紧的现象。挤压面连接件与被连接件相互接触并产生挤压

3、的侧面。挤压力挤压面上的作用力，用Fjy表示。挤压应力挤压面上由挤压引起的应力，用jy表示。,jy=Fjy/Ajy,61 剪切和挤压的力学模型,2挤压面的计算,（1）剪切面与外力方向平行，作用在两连接件的错动处。（2）挤压面与外力方向垂直，作用在连接件与被连接件接触处。,61 剪切和挤压的力学模型,键连接,Abl,Ajylh/2,常用连接件的剪切面、挤压面的计算,61 剪切和挤压的力学模型,铆钉连接、销连接,61 剪切和挤压的力学模型,冲压件,61 剪切和挤压的力学模型,挤压和压缩是两个完全不同的概念，挤压变形发生在两构件相互接触的表面，而压缩则是发生在一个构件上。你能说出挤压和压缩有何区别吗

4、？试指出图中哪个物体应考虑压缩强度？哪个物体应考虑挤压强度？,61 剪切和挤压的力学模型,无毛刺冲孔的橡胶冲头,1铝制模板 2橡胶冲头 3待冲薄板 4钛板,61 剪切和挤压的力学模型,一、抗剪和抗挤压强度条件二、抗剪和抗挤压强度条件的应用三、提高连接件强度的主要措施,62 剪切和抗挤压强度条件及其应用,塑性材料=（0.60.8）脆性材料=（0.81.0）,一、抗剪和抗挤压强度条件,1剪切强度条件,=FQ/A,式中为材料的许用切应力，单位为Pa或MPa。,62 剪切和抗挤压强度条件及其应用,塑性材料jy=（1.72.0）脆性材料jy=（0.91.5）,2抗挤压强度条件,jy=Fjy/Ajy jy

5、,式中jy为材料的许用挤压应力，单位为Pa或MPa。,62 剪切和抗挤压强度条件及其应用,剪断 挤压破坏,二、抗剪和抗挤压强度条件的应用,1连接件的失效形式,62 剪切和抗挤压强度条件及其应用,2强度条件的应用,（1）校核强度（2）选择截面尺寸（3）确定许可载荷,62 剪切和抗挤压强度条件及其应用,（1）校核强度,在杆件的材料许用应力、横截面面积A以及所受的载荷都己知的条件下，验算连接件的强度是否足够，即用强度条件判断连接件能否安全工作。,=FQ/A jyFjy/Ajyjy,62 剪切和抗挤压强度条件及其应用,（2）选择截面尺寸,若已知杆件所受载荷和所用材料，根据强度条件，可以确定该杆所需横截

6、面面积。,A FQ/Ajy Fjy/jy,62 剪切和抗挤压强度条件及其应用,（3）确定许可载荷,已知杆件尺寸（即横截面面积A）和材料的许用应力，根据强度条件，可以确定该杆件所能承受的载荷。,FQAFjyAjyjy,62 剪切和抗挤压强度条件及其应用,解题前须知：,（1）连接件的失效形式包括剪断和挤压破坏。在进行强度计算时，应同时考虑剪切强度与抗挤压强度。（2）在进行三类强度计算前，应先确定计算类别，再根据强度条件进行计算。特别应注意剪切面与挤压面的计算，在确定剪切面时，连接件存在有两个剪切面的情形称为双剪切。每个剪切面上的有效载荷仅为原载荷的1/2。,62 剪切和抗挤压强度条件及其应用,【例

7、61】钢板插销连接结构，插销材料为20钢，30 MPa，直径d20 mm，挂钩厚度t8 mm，被连接的板件厚度为1.5t，即12mm。牵引力F15 kN，试校核插销的抗剪强度。,62 剪切和抗挤压强度条件及其应用,【例62】冲床，Fmax=400 kN，冲头=400 MPa，冲剪钢板的抗剪强度极限b=360 MPa，计算冲头的最小直径d及钢板厚度最大值 t。,62 剪切和挤压的强度条件及其应用,三、提高连接件强度的主要措施,1增加连接件数量，加大承载面积,增加挤压面面积,增加连接件数量,62 剪切和抗挤压强度条件及其应用,2增加连接件剪切面数量，加大承载面积,一个剪切面,增加剪切面,62 剪切和抗挤压强度条件及其应用,一、切应变,知识拓展,二、剪切胡克定律,