《工程力學(xué)》課件第六章 剪切

1、第六章 剪切材料力學(xué)161 工程實際中的剪切問題連接件的受力特點和變形特點：1、連接件剪切 在構(gòu)件連接處起連接作用的部件，稱為連接件。例如：螺栓、鉚釘、鍵等。連接件雖小，起著傳遞載荷的作用。 特點：可傳遞一般 力， 可拆卸。PP螺栓2PP剪切鉚釘特點：可傳遞一般 力，不可拆卸。如橋梁桁架結(jié)點處用它連接。無間隙m軸鍵齒輪特點：傳遞扭矩。32、受力特點和變形特點：剪切nn（合力）（合力）PP以鉚釘為例：受力特點： 構(gòu)件受兩組大小相等、方向相反、作用線相互很近（差一個幾何平面）的平行力系作用。變形特點： 構(gòu)件沿兩組平行力系的交界面發(fā)生相對錯動。4剪切nn（合力）（合力）PP剪切面： 構(gòu)件將發(fā)生相互的

2、錯動面，如n n 。剪切面上的內(nèi)力： 內(nèi)力 剪力Q，其作用線與剪切面平行。PnnQ剪切面5剪切nn（合力）（合力）PP3、連接處破壞三種形式： 剪切破壞 沿鉚釘?shù)募羟忻婕魯啵?沿n n面剪斷 。 擠壓破壞 鉚釘與鋼板在相互接觸面 上因擠壓潰爛使連接松動， 發(fā)生破壞。 拉伸破壞PnnQ剪切面鋼板在受鉚釘孔削弱的截面處，應(yīng)力增大，易在連接處拉斷。 6剪切實用計算方法：根據(jù)構(gòu)件的破壞可能性，采用能反映受力基本特征，并簡化計算的假設(shè)，計算其名義應(yīng)力，然后根據(jù)直接試驗的結(jié)果，確定其相應(yīng)的許用應(yīng)力，以進行強度計算。適用：構(gòu)件體積不大，真實應(yīng)力相當(dāng)復(fù)雜情況，如連接件等。實用計算假設(shè)：假設(shè)剪應(yīng)力在整個剪切面

3、上均勻分布，等于剪切面上的平均應(yīng)力。62 剪切的實用計算7剪切1、剪切面-A ： 錯動面。 剪力-Q： 剪切面上的內(nèi)力。2、名義剪應(yīng)力-：3、剪切強度條件（準(zhǔn)則）：nn（合力）（合力）PPPnnFS剪切面工作應(yīng)力不得超過材料的許用應(yīng)力。一、剪切的實用計算8二、擠壓的實用計算1、擠壓力P ：接觸面上的合力。剪切擠壓：構(gòu)件局部面積的承壓現(xiàn)象。擠壓力：在接觸面上的壓力。假設(shè)：擠壓應(yīng)力在有效擠壓面上均勻分布。92、擠壓面積：接觸面在垂直P方向上的投影面的面積Abs 。3、擠壓強度條件（準(zhǔn)則）： 工作擠壓應(yīng)力不得超過材料的許用擠壓應(yīng)力。剪切擠壓面積10四、應(yīng)用剪切11PP例1 木榫接頭如圖所示，a =

4、b =12cm，h=35cm，c=4.5cm, P=40KN，試求接頭的剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力。解：受力分析如圖：剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力剪切面和剪力為 擠壓面和擠壓力為：剪切PPPPbach12mdP解：鍵的受力分析如圖例2 齒輪與軸由平鍵（bhL=20 12 100）連接，它傳遞的扭矩m=2KNm，軸的直徑d=70mm，鍵的許用剪應(yīng)力為= 60M Pa ，許用擠壓應(yīng)力為bs= 100M Pa，試校核鍵的強度。 剪切mbhL13綜上，鍵滿足強度要求。剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的強度校核剪切mdPbhL14解：鍵的受力分析如圖例3 齒輪與軸由平鍵（b=16mm，h=10mm，）連接，它傳遞的扭矩m=1600Nm，軸的直徑d=50mm，鍵的許用剪應(yīng)力為= 80M Pa ，許用擠壓應(yīng)力為 jy= 240M Pa，試設(shè)計鍵的長度。 剪切mmdPbhL15剪切mdPbhL剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的強度條件綜上16解：受力分析如圖例4 一鉚接頭如圖所示，受力P=110kN，已知鋼板厚度為 t=1cm，寬度 b=8.5cm ，許用應(yīng)力為 = 160M Pa ；鉚釘?shù)闹睆絛=1.6cm，許用剪應(yīng)力為= 140M Pa ，許用擠壓應(yīng)力為bs= 320M Pa，試校核鉚接頭的強度。（假定每個鉚釘受力相等。） 剪切bPPt