昆明理工大學(xué)材料力學(xué)第七章 剪切

1、材材 料料 力力 學(xué)學(xué)第七章第七章 剪剪 切切7-1 7-1 剪切的概念剪切的概念7-2 7-2 連接件連接件的實用計算的實用計算 工程中構(gòu)件或零件彼此連接時，起連接作用的部工程中構(gòu)件或零件彼此連接時，起連接作用的部件稱為件稱為連接件連接件。如螺栓、鉚釘、鍵等等。如螺栓、鉚釘、鍵等等。螺栓螺栓7-1 7-1 剪切的概念剪切的概念鍵鍵m軸軸齒輪齒輪鍵鍵FF鉚釘鉚釘FF鉚釘鉚釘nnFF受力特征：受力特征： 桿件受到兩個大小相等，方向相反、桿件受到兩個大小相等，方向相反、作用線垂直于桿的軸線并且相互平行且作用線垂直于桿的軸線并且相互平行且相距很近的力的作用。相距很近的力的作用。變形特征：變形特征：兩

2、力之間的截面將發(fā)生相對錯動，甚至破壞。兩力之間的截面將發(fā)生相對錯動，甚至破壞。FF剪切面剪切面桿件桿件剪切面剪切面：兩力作用之間的面（發(fā)生錯動的面）。：兩力作用之間的面（發(fā)生錯動的面）。7-2 7-2 連接件連接件的實用計算的實用計算一、剪切的實用計算一、剪切的實用計算1.1.剪切的內(nèi)力剪切的內(nèi)力nnFFFnn剪切面剪切面FSFs剪力剪力 ，與剪切面平行。，與剪切面平行。0 0 FFXSFFS A -剪切面面積剪切面面積名義切應(yīng)力名義切應(yīng)力: :假定：剪切面上的切應(yīng)力是均勻分布的。假定：剪切面上的切應(yīng)力是均勻分布的。 AFS 2.2.剪切的應(yīng)力剪切的應(yīng)力 由于螺栓、銷釘?shù)裙こ躺铣Ｓ玫倪B接件與被

3、連接件在連由于螺栓、銷釘?shù)裙こ躺铣Ｓ玫倪B接件與被連接件在連接處都屬于接處都屬于“加力點附近局部應(yīng)力加力點附近局部應(yīng)力”，應(yīng)力分布很復(fù)雜應(yīng)力分布很復(fù)雜，很難，很難作出精確的理論分析。作出精確的理論分析。 因此，工程設(shè)計中，大都采取實用（因此，工程設(shè)計中，大都采取實用（假定）計算方法假定）計算方法。一、一、假定應(yīng)力分布假定應(yīng)力分布。二、。二、實驗實驗。由假定應(yīng)力分布得到破壞時。由假定應(yīng)力分布得到破壞時的應(yīng)力值。然后由兩個假定建立設(shè)計準(zhǔn)則。的應(yīng)力值。然后由兩個假定建立設(shè)計準(zhǔn)則。Fnn剪切面剪切面FS3.3.剪切的強(qiáng)度條件剪切的強(qiáng)度條件 AFS名義許用切應(yīng)力名義許用切應(yīng)力1.1.選擇截面尺寸選擇截面尺

4、寸; ;2.2.確定最大許可載荷；確定最大許可載荷； 3.3.強(qiáng)度校核。強(qiáng)度校核。 可解決三類問題：可解決三類問題：在假定的前提下進(jìn)行實物在假定的前提下進(jìn)行實物或模型實驗，并考慮安全或模型實驗，并考慮安全因數(shù)，確定許用應(yīng)力。因數(shù)，確定許用應(yīng)力。4.4.剪切的破壞計算剪切的破壞計算bAF S剪切強(qiáng)度極限剪切強(qiáng)度極限b 剪切實用計算的關(guān)鍵：剪切實用計算的關(guān)鍵：剪切面的判定及計算剪切面的判定及計算。一個剪切面一個剪切面單剪切單剪切sF 雙剪切：有兩個剪切面的桿件，如螺栓。雙剪切：有兩個剪切面的桿件，如螺栓。F/2F/2F單剪切單剪切雙剪切雙剪切二、擠壓及擠壓的實用計算二、擠壓及擠壓的實用計算1 1.

5、 擠壓：連接件和被連接件在接觸面上彼此承壓的現(xiàn)象。擠壓：連接件和被連接件在接觸面上彼此承壓的現(xiàn)象。FF/2F/2F/2F/2F擠壓應(yīng)力擠壓應(yīng)力 ： 擠壓面上由擠壓力引起的應(yīng)力。擠壓面上由擠壓力引起的應(yīng)力。bs 2.2.擠壓引起的可能的破壞擠壓引起的可能的破壞：在接觸表面產(chǎn)生過大的塑：在接觸表面產(chǎn)生過大的塑性變形、壓潰或連接件（如銷釘）被壓扁。性變形、壓潰或連接件（如銷釘）被壓扁。3.3.擠壓的強(qiáng)度問題擠壓的強(qiáng)度問題擠壓力擠壓力Fbs： 作用在接觸面上的壓力。作用在接觸面上的壓力。FFbs F/2F/2F 擠壓面擠壓面 ：擠壓力的作用面。：擠壓力的作用面。bsA擠壓的擠壓的實用計算：實用計算：b

6、sbsbsAF 假設(shè)：擠壓應(yīng)力在假設(shè)：擠壓應(yīng)力在擠壓面積擠壓面積上均勻分布。上均勻分布。擠壓的強(qiáng)度條件：擠壓的強(qiáng)度條件：名義許用擠壓應(yīng)名義許用擠壓應(yīng)力，由實驗測定。力，由實驗測定。bsbsbsbsAF * *注意：注意： 在應(yīng)用擠壓強(qiáng)度條件進(jìn)行強(qiáng)度計算時，要注意連在應(yīng)用擠壓強(qiáng)度條件進(jìn)行強(qiáng)度計算時，要注意連接件與被連接件的材料是否相同，如不同，應(yīng)對擠壓接件與被連接件的材料是否相同，如不同，應(yīng)對擠壓強(qiáng)度較低的材料進(jìn)行計算，相應(yīng)的采用較低的許用擠強(qiáng)度較低的材料進(jìn)行計算，相應(yīng)的采用較低的許用擠壓應(yīng)力。壓應(yīng)力。擠壓實用計算的關(guān)鍵：擠壓實用計算的關(guān)鍵：擠壓面的判定及計算擠壓面的判定及計算。 擠壓面面積的計

7、算：擠壓面面積的計算：2hlAbs 1.1.平面接觸（如平鍵）：擠壓面面積等于實際的承平面接觸（如平鍵）：擠壓面面積等于實際的承 壓面積。壓面積。FFbhlh平鍵高度平鍵高度l平鍵長度平鍵長度鍵鍵: :連接軸和軸上的傳動件（如齒輪、皮帶輪等）連接軸和軸上的傳動件（如齒輪、皮帶輪等）, ,使使軸軸 和傳動件不發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，以傳遞力偶矩。和傳動件不發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，以傳遞力偶矩。2.2.柱面接觸（如鉚釘）：擠壓面面積為實際的承壓面積柱面接觸（如鉚釘）：擠壓面面積為實際的承壓面積 在其直徑平面上的投影。在其直徑平面上的投影。 dAbs d鉚釘或銷釘直徑，鉚釘或銷釘直徑， 接觸柱面的長度。接觸柱面的長度。bbsbsbsAFFF 關(guān)于鉚釘組連接件的計算：關(guān)于鉚釘組連接件的計算： 當(dāng)鉚釘組對稱于力分布時，認(rèn)為鉚釘受力