新編材料力學(xué)第3章剪切

1、第三章 剪切/連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)一 連接件的失效形式二 連接件的假定計(jì)算基礎(chǔ)三 連接件的實(shí)用計(jì)算 一 連接件的失效形式 第三章 剪切/連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)連接件失效形式連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的失效形式 剪斷 (連接件 與連接板)擠壓破壞（二者） 連接板拉斷 連接件失效形式連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的失效形式第三章 剪切/連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)二 連接件的假定計(jì)算基礎(chǔ)連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的假定計(jì)算基礎(chǔ)假定計(jì)算的基礎(chǔ) 一 假定應(yīng)力均勻分布。兩方面的假定二 在假定的前提下進(jìn)行實(shí)物或模型實(shí)驗(yàn)， 確定許用應(yīng)力。第三章 剪切/連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)三 連接件的實(shí)用計(jì)算一個(gè)剪切面 剪切面連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的實(shí)用計(jì)算

2、 1 剪切的實(shí)用計(jì)算剪切面二個(gè)剪切面連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的實(shí)用計(jì)算 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的實(shí)用計(jì)算2 擠壓假定計(jì)算有效擠壓面連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的實(shí)用計(jì)算設(shè)計(jì)準(zhǔn)則連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的實(shí)用計(jì)算3 焊縫剪切假定計(jì)算 有效剪切面l有效剪切面連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的實(shí)用計(jì)算l有效剪切面 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的實(shí)用計(jì)算4 粘連接的實(shí)用計(jì)算不同的粘接方式連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的實(shí)用計(jì)算不同的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的實(shí)用計(jì)算不同的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的實(shí)用計(jì)算 不同的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/連接件的實(shí)用計(jì)算思考題： 指出下圖中的剪切面和擠壓面

3、位置，寫(xiě)出各剪切面面積和計(jì)算擠壓面面積。剪切 A=ab思考：有無(wú)拉壓破壞可能？危險(xiǎn)截面？擠壓 Abs=eb第三章 剪切/連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)思考題： 指出下圖中的剪切面和擠壓面位置，寫(xiě)出各剪切面面積和計(jì)算擠壓面面積。H剪切 A釘=dh A接頭= DH擠壓 Abs釘=(D2-d2)/4 Abs接頭=Abs釘?shù)谌?剪切/連接件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)問(wèn)題討論1： 木榫接頭如圖。接頭總高度H給定， 試設(shè)計(jì)其他尺寸。 拉伸： PN=P； A=(H-e)b/2; =PN/A ; (H-e)b/2P/H擠壓:Pbs=P; Abs=ebbs=Pbs/ebbs ;eb P/bsFQ=P； A=ab；=FQ/A; ab P/解

4、：剪切：?jiǎn)栴}討論2：鉸接正方形鑄鐵框架，各桿直徑均為d。 壓=3拉, 試求Pmax并設(shè)計(jì)銷(xiāo)釘C的尺寸。解：研究A點(diǎn)平衡，有： FNAB=FNAD=FNCB=FNCD=FN 2FNcos45=P FN=0.707P（拉） 研究B點(diǎn)平衡，有： FNBD=2FNcos45=P (壓) 剪切： FQ/A=FNCB/(d2 /4 ); d?設(shè)計(jì)銷(xiāo)釘?shù)某叽?（以銷(xiāo)C為例） Pmax=min0.707P1/A= 拉, P2/A= 壓 pFNCDFNCBCPFNCBFNCDCFNCBFQ擠壓： Pbs/ Abs=FNCB/t1dbs; t1? Pbs/ Abs=P/t2dbs; t2?Pt1t2dPPaABC

5、D問(wèn)題討論3：剛性梁AB支承如圖， 試設(shè)計(jì)A處銷(xiāo)釘?shù)某叽?。解?1 mA(F)=2aFN1cos30-3Pa=0 X=-RAcosa+FN1sin30 =0力的平衡條件：2 剪切: FQ=RA/2; A=(d2 /4); 擠壓: Pbs= RA； Abs =t2d; Pbs=RA/2; Abs =t1d。A處銷(xiāo)釘設(shè)計(jì)aBALaa30PdRAFN1dFQRAt1t2解： 1) 力的平衡條件： XA+FN1sin30=0 YA+FN1cos30+FN2-P=0 FN2a+2aFN1cos30-3Pa=02)變形幾何協(xié)調(diào)條件：3) 物理方程 設(shè)計(jì)問(wèn)題討論4： 剛性梁AB支承如圖， 試設(shè)計(jì)A處銷(xiāo)釘?shù)某?/p>

6、寸。2 剪: FQ=RA/2; A=(d2 /4 ); 擠: Pbs= RA； Abs =t2d; Pbs=RA/2; Abs =t1d。A處銷(xiāo)釘設(shè)計(jì)aBALaa30PCYAFN1FN2XAt1t2dRAFQ12 2/cos30=21,問(wèn)題討論5：鉸接正方形框架，各桿EA均相同，且 壓=拉, AC桿比名義長(zhǎng)度短d,要強(qiáng)迫裝配。試設(shè)計(jì)桿的截面積A和銷(xiāo)釘?shù)某叽?。解：研究A點(diǎn)平衡，有平衡方程： FNAB=FNAD ( FNCD=FNCB ) 2FNABcos45=-FNAC ; 研究B點(diǎn)平衡，有： FNBD=-2FNABcos45； FNBD= FNAC；-e關(guān)系： =Ee DLAC= FNACLA

7、C/EA; DLAD= FNADLAD/EA強(qiáng)度條件：AFNAC/拉； (NAC FNAB=FNAD) 水平位移 uA=DLAD/cos45=uC;UA+ uC+DLAC=daBCDdANABNADNACBNBDNABNBCaBCDdA變形協(xié)調(diào)條件:ACDuAuC d/2DLAC /2Fdt沖頭鋼板沖模例題3-1 圖示沖床的最大沖壓力為400KN，被沖剪鋼板的剪切極限 應(yīng)力為 ,試求此沖床所能沖剪鋼板的最大厚度 t。已知 d=34mm。FFF剪切面解：剪切面是鋼板內(nèi)被 沖頭沖出的圓柱體 的側(cè)面：t沖孔所需要的沖剪力：故即例題3-2 兩矩形截面木桿，用兩塊鋼板連接如圖示。已知拉桿的截面寬度 b=

8、25cm，沿順紋方向承受拉力F=50KN，木材的順紋許用剪應(yīng)力為 , 順紋許用擠壓應(yīng)力為 。試求接頭處所需的尺寸L和 。FFLLbFF/2F/2解：剪切面如圖所示。剪 切面面積為：剪切面由剪切強(qiáng)度條件：由擠壓強(qiáng)度條件：例題3-3 厚度為 的主鋼板用兩塊厚度為 的同樣材料的蓋板對(duì)接如圖示。已知鉚釘直徑為d=2cm，鋼板的許用拉應(yīng)力 ，鋼板和鉚釘許用剪應(yīng)力和許用擠壓應(yīng)力相同，分別為 ， 。若F=250KN，試求（1）每邊所需的鉚釘個(gè)數(shù)n；（2）若鉚釘按圖(b)排列，所需板寬b為多少？FFFFbFF圖(b)圖(a)FF圖(b)解：可采用假設(shè)的計(jì)算方法： 假定每個(gè)鉚釘所受的力都是一樣的。可能造成的破壞：（1）因鉚釘被剪斷而使鉚接被破壞； （2）鉚釘和板在釘孔之間相互擠壓過(guò)大，而使鉚接被