材料力學剪切PPT學習教案

1、會計學1材料力學剪切材料力學剪切鉚釘連接銷軸連接螺栓連接平鍵連接第1頁/共39頁n剪切件的特點：剪切件的特點：受力的特點桿受力的特點桿件兩側作用有兩個大小相等，件兩側作用有兩個大小相等，方向相反，作用線相距很近的方向相反，作用線相距很近的外力。外力。n變形的特點：變形的特點：兩外力作用線間兩外力作用線間的截面發(fā)生錯動。的截面發(fā)生錯動。第2頁/共39頁鉚釘在兩側面上分別受到大小相等、方向相反，作用線相距很近的兩組分布外力系的作用。第一種可能的破壞是沿 mm 面發(fā)生相對錯動而剪斷，這種變形稱為。mm 面稱為受剪面。PPmm第3頁/共39頁 剪力剪力受剪面上的剪力受剪面上的剪力簡化假設：切應力在受剪

2、面上均勻分布。名義切應力： 強度條件PPmmPQmm切應力：單位面積上平行于截面的內力來衡量內力的聚集程度。第4頁/共39頁一個剪切面第5頁/共39頁二個剪切面第6頁/共39頁例 1已知： 插銷材料為20鋼，t =30MPa，直徑d=20mm, t = 8mm, 1.5t =12 mm, P =15kN。求：校核插銷的剪切強度.解：插銷受力如圖。具有兩個剪切面：雙剪問題。取兩個剪切面之間的桿為研究對象，受力如圖。第7頁/共39頁解：插銷受力如圖。具有兩個剪切面：0XKNPQ5 . 72/雙剪問題。取兩個剪切面之間的桿為研究對象，受力如圖。剪切面的面積42dA420105 . 723tAQMPa

3、9 .23MPa30t結論：滿足剪切強度要求。第8頁/共39頁第9頁/共39頁擠壓力的作用面叫做擠壓力的作用面叫做擠壓面擠壓面；由于擠壓力而引起的應力叫做；由于擠壓力而引起的應力叫做擠壓應力。擠壓應力。擠壓應力：擠壓應力：對圓截面桿：接觸面為平面，則計算擠壓面為接觸面。接觸面為半圓柱面，則計算擠壓面為直徑投影面。bsbsAP擠壓面上傳遞的力有效擠壓面的面積。tdAbs第10頁/共39頁對圓截面桿：tdAbs對平鍵：lhAbs21l 擠壓強度條件bsbsAPbs許用擠壓應力通常大于許用應力，一般地)5 . 25 . 1 (bs第11頁/共39頁擠壓應力是連接件與被連接件之間的相互作擠壓應力是連接

4、件與被連接件之間的相互作用，因此，當兩者材料不相同時，用，因此，當兩者材料不相同時，應校核擠壓許用應校核擠壓許用應力較低的材料的擠壓強度應力較低的材料的擠壓強度。注意：擠壓與壓縮是不同的，前者產生于兩物體表面，后者產生于同一物體。第12頁/共39頁例 3已知：d=70mm, 鍵的尺寸為bhl=2012100mm，力偶m= 2 kN m, 鍵的 t=60 MPa, bs=100 MPa。 求：校核鍵的強度。解：1) 校核鍵的剪切強度u 剪切面上的剪力0)(FOMmdQ2/取鍵的下半部分和軸，受力如圖dmQ2第13頁/共39頁1) 校核鍵的剪切強度u 剪切面上的剪力0)(FOMmdQ2/取鍵的下半

5、部分和軸，受力如圖dmQ2u 剪切面的面積blAu 切應力AQtbldm2第14頁/共39頁u 切應力AQt1002070102226bldmMPa6 .28MPa60t滿足剪切強度要求。2) 校核鍵的擠壓強度u 擠壓力取鍵的上半部分，受力如圖QP 第15頁/共39頁2) 校核鍵的擠壓強度u 擠壓力取鍵的上半部分，受力如圖dmQP2u 有效擠壓面hlAbs21u 擠壓應力10012701024226dhlmAPbsbsMPa3 .95MPabs100滿足擠壓強度要求。第16頁/共39頁例 4已知：t =30 MPa，直徑 d = 20 mm, t = 8mm, 1.5t =12 mm, P =

6、解：插銷受力如圖。中段較危險， 應校核中段的強度。15kN。bs = 100 MPa。求：校核擠壓強度.u 有效擠壓面tdAbs5 . 1 第17頁/共39頁u 有效擠壓面tdAbs5 . 1 u 擠壓應力8205 . 110153bsbsAPMPa5 .62bs滿足擠壓強度要求。第18頁/共39頁一銷釘連接如圖所示。已知外力P=15kN，被連接件的厚度分別為t1=6mm和t2=10mm，材料的許用剪應力t=30MPa，許用擠壓應力bs=100MPa，試設計銷釘直徑。ppt1t1t2第19頁/共39頁解： 作銷釘受力圖如圖示 按剪切強度條件設計 銷釘有兩個受剪面n n和m m(對稱)，任取一面

7、進行計算2PnnQnnmmP2P2P2PQ ttAQ tQA t224 Pd mm.P d 817301015223ppt1t1t2第20頁/共39頁 按擠壓強度條件進行設計銷釘有三個擠壓面，上、下兩段長度相同，與中段相比，顯然，中段為危險截面。綜合考慮剪切和擠壓強度，可取銷釘直徑為18mm。nnmmP2P2Pt1t1t2PPbsbsbsbsbsAPbsbsbsPA2bsPdtmmtPdb32ppt1t1t2第21頁/共39頁 圖示為一沖床示意圖。已知鋼板厚度為t=10mm，剪切強度極限tb=300MPa，要沖出直徑為d=25mm的孔，試求沖剪力P的大小。t受剪面PP

8、d解：2)( 7851025mmdtAPQ b785tPAPAQNP235500300785第22頁/共39頁答案：F/bl F/ab 第23頁/共39頁如圖所示，用兩個鉚釘連接，拉力F=20KN，鉚釘直徑d=12mm。試求鉚釘剪切面上的剪力和剪切面上的切應力。 答：鉚釘剪切面上的剪力為 KN。鉚釘剪切面上的切應力為 Mpa。 10 88.5 第24頁/共39頁 答案： 20第25頁/共39頁答案： 100KN 79.6MPa第26頁/共39頁dhFAFbsbsbs24dFAFst 為充分利用材料，切應力和擠壓應力應滿足242dFdhFhd8t2bs第27頁/共39頁DdhP銷釘?shù)募羟忻婷娣e

9、AS銷釘?shù)臄D壓面面積 AbS思考題第28頁/共39頁hdDdhP剪切面dhAS第29頁/共39頁DdhP剪切面擠壓面擠壓面)(422dDAbS第30頁/共39頁補充題：沖床的最大沖壓力P=400KN，沖頭材料的許用壓應力=440MPa，鋼板的剪切強度極限tb=360MPa。試求沖頭能沖剪的最小孔徑d和最大的鋼板厚度 。d鋼板沖模沖頭P第31頁/共39頁Pd鋼板沖模沖頭P剪切面解：沖頭為軸向壓縮變形P42 dPAPd =34mm第32頁/共39頁Pd鋼板沖模沖頭P剪切面P由鋼板的剪切破壞條件tbdPAQmm4 .10 第33頁/共39頁一圓截面階梯桿受力如圖所示。已知：2212A =8cm ,A =4