工程力学第三章剪切.ppt
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1、第三章 剪切,一.剪切变形,3-1 剪切的概念及工程实例,受到一对垂直杆轴线的等值、反向、作用线相距很近外力作用,相邻截面有相对错动。,剪切面:发生相对错 动的截面,二. 联接件的类型,1. 铆(销)钉连接,2.螺栓连接,3.键连接,4. 榫齿连接,5.焊接,三.铆接头的受力分析,1.铆钉的受力分析,反向力的分界面为剪切面,受分布在面内的剪应力作用,剪切面内的剪应力合力剪力,由平衡方程求得,X=0 Fs=F,2.板接头处的受力分析,(1)板和铆钉间在接触面上有挤压力作用,(2)板在钉孔处受到孔的削弱应力增大,还出现应力集中现象,F,四、实用计算概念,1.建立实用计算的必要性,(1)受力体尺寸太
2、小,各点受力大小与外力作用方式关系极大,而外力作用的细节无法确知,理论分析无法实现。,(2)计算简图与实际工作条件相差悬殊,理论分析结果与实际相差甚远,所以理论分析意义不大。,2. 实用强度计算,(1)工作应力:用平均应力作为工作应力,又称为名义应力;,(2)许用应力:用与连接件实际受力方式相同的实验(模拟实验)测定材料的极限承载能力,用相同的名义应力求得许用应力;,(3)强度条件:把名义应力和相应的“许用应力” 比较,建立经验性的强度条件。,A剪切面积,剪应力在剪切面上的分布情况比较复杂,在工程上假设剪应力在剪切面上均匀分布。据此算出的平均剪应力称为名义剪应力。,3-2剪切的实用计算,许用剪
3、应力可以从有关设计手册中查得,或通过材料剪切实验来确定,剪应力强度条件:,3-3 挤压的实用计算,假设挤压应力在挤压计算面积上均匀分布,当挤压面为平面时,Abs等于该平面的面积,当挤压面为圆柱面时:,Abs等于此圆柱面在直径面上的投影面积,即,CL4TU3,CL4TU3,挤压强度条件:,可由试验确定,亦可查有关手册,例3-1图示受拉力P作用下的螺栓,已知材料的剪切许用应力是拉伸许用应力的0.6倍。求螺栓直径d和螺栓头高度h的合理比值。,CL4TU4,7,解:,例3-2拉杆头部尺寸如图所示,已知=100MPa,许用挤压应力bs=200MPa。校核拉杆头部的强度。,CL4TU5,解:,例3-3拉杆
4、及头部均为圆截面,材料的许用剪应力100 MPa,许用挤压应力bs240MPa。试由拉杆头的强度确定容许拉力P。,CL4TU6,解:由剪应力强度条件:,由挤压强度条件:,例3-4已知P、a、b、L,求榫接头的剪应力和挤压应力。,例3-5已知挂钩t=8mm,插销的材料=30MPa,jb=100MPa,牵引力P=15kN,试选定插销直径d。,解:,(2)设计销钉直径:,解:(1)分析插销受力:,a)由剪切强度设计:,故挤压强度足够,b)再按挤压强度条件校核:,采用直径为17.8毫米的销钉,挤压强度足够,四.铆钉群的强度计算,铆钉群剪切计算的假定:,为了保证连接部分的强度要求,连接部分工程上常常多枚
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