材料力學(xué)課件：第11章 剪切與擠壓

1、11.1 剪切與擠壓概念的工程實(shí)用計(jì)算11.2 連接件的剪切與擠壓強(qiáng)度計(jì)算實(shí)例飛機(jī)為什么用鉚接不用焊接圖10-1. 切割機(jī)的工作原理圖10-2 飛機(jī)大部分部件都是用鉚釘或螺栓連接圖4-3橋梁桿件間、汽車轉(zhuǎn)向軸間以及油罐與底板間的鉚釘或螺栓連接圖4-4 鉚釘或螺栓連接的實(shí)際結(jié)構(gòu)和受力圖4-5 銷軸連接圖4-6 鍛壓鑄造成型過程 a-加壓前； b-擠壓后鳥巢體育館的全焊鋼結(jié)構(gòu)屋頂全焊鋼結(jié)構(gòu)斜拉橋剪切: 當(dāng)構(gòu)件受到一對(duì)大小相等、方向相反、作用線很接近的橫向力作用時(shí)，兩力間的截面將沿力的方向產(chǎn)生相對(duì)的錯(cuò)動(dòng)，這種變形稱為剪切變形剪切面：發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)的面單剪：只有一個(gè)剪切面雙剪：有兩個(gè)剪切面11.1.1

2、剪切與擠壓的概念11.1 剪切與擠壓概念的工程實(shí)用計(jì)算11.1.2 剪切變形的工程實(shí)例1、螺栓、鉚釘連接件 在構(gòu)件連接處起連接作用的螺栓、鉚釘特點(diǎn)：可傳遞一般 力， 可拆卸。螺栓作用：傳遞載荷 鉚釘無間隙特點(diǎn)：可傳遞一般 力， 不可拆卸。螺栓連接鉚釘連接銷軸連接客車輪轂螺栓斷裂原因的分析： /p-678120409609.html彩鋼板（瓦）波形板電沖剪 /show/u8N7WEa-wJgxNjpo.html鋼管激光切割機(jī) /v/b/21986031-1621967934.html#24302041【動(dòng)畫】螺栓剪切變形：剪切過程/kongzhi/hgjxjc/index6-1/no1-4/jq

3、bx.htm 擠壓: 連接件和被連接件在其相互接觸的表面上所發(fā)生的承壓現(xiàn)象，這稱為擠壓變形螺栓的受力分析，容易預(yù)測出螺栓可能的失效形式： （1）在截面mn, pq處被剪斷 （2）受擠壓部分的半圓被“擠扁” （近似半橢圓）擠壓面：受到擠壓而變形的物體表面m軸鍵齒輪特點(diǎn)：傳遞扭矩2、鍵連接剪切實(shí)用計(jì)算假設(shè)： 剪應(yīng)力在整個(gè)剪切面上均勻分布，等于剪切面上的平均應(yīng)力。1. 剪切實(shí)用計(jì)算11.1.3 剪切與擠壓的工程實(shí)用計(jì)算名義剪應(yīng)力：nn（合力）（合力）nn剪切面2. 剪切強(qiáng)度條件（準(zhǔn)則）：nn（合力）（合力）nn剪切面11.1.3 剪切與擠壓的工程實(shí)用計(jì)算擠壓力FPc ：接觸面上擠壓力的合力。3. 擠

4、壓的實(shí)用計(jì)算接觸面在垂直FP方向上的投影面的面積。11.1.3 剪切與擠壓的工程實(shí)用計(jì)算擠壓面積名義擠壓應(yīng)力-bs：4. 擠壓強(qiáng)度條件（準(zhǔn)則）：擠壓實(shí)用計(jì)算假設(shè)：擠壓應(yīng)力在計(jì)算擠壓面上均勻分布。nn（合力）（合力）nn剪切面剪切破壞擠壓破壞拉壓破壞5. 連接處破壞形式：11.1.3 剪切與擠壓的工程實(shí)用計(jì)算6. 連接處強(qiáng)度條件：須同時(shí)滿足剪切、擠壓和拉壓強(qiáng)度條件7. 三種計(jì)算剪切擠壓11.1.3 剪切與擠壓的工程實(shí)用計(jì)算解：受力分析如圖 例11-1 鉚釘接頭如圖，F(xiàn)=110kN，板厚 t=1cm，寬度 b=8.5cm ， = 160M Pa ；鉚釘d=1.6cm，= 140M Pa ，bs=

5、320M Pa，試校核該連接結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。b11.2 連接件的剪切與擠壓強(qiáng)度計(jì)算實(shí)例FPFPttdFPFP112233FPFPc剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的強(qiáng)度條件112233FPFPcttdFPFP2-2和3-3面為危險(xiǎn)面拉伸強(qiáng)度計(jì)算FPc3FPcFP112233FPcFPttdFPFP 例11-2 木榫接頭，a = b =12cm，h=3.5cm，c=4.5cm, F=40KN，求接頭的剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力。achFPFPFPbFPFPFPcmdF解：鍵的受力分析如圖 例11-3 齒輪與軸由平鍵（bhL=20 12 100）連接，扭矩m=2KNm，軸d=70mm，鍵= 60M Pa bs= 100M Pa

6、，校核鍵的強(qiáng)度。 mbhL鍵滿足強(qiáng)度要求。強(qiáng)度校核mdFbhL例11-4 托架受力如圖11-8a所示，試分析如下三個(gè)問題：（1）已知控制桿AB由鋼制成，拉伸許用應(yīng)力=180MPa。設(shè)計(jì)桿的直徑dAB 。（2）C處銷釘由鋼制成，其剪切許用極限b=250MPa。安全系數(shù)nb=3.3，按剪切強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)銷釘?shù)闹睆絛C 。（3）C處支撐板材料的許用擠壓極限 bs=300MPa。按擠壓強(qiáng)度條件確定支撐板的厚度。例11-4圖 解：1. 研究支撐板，受力如圖11-8b，由平衡方程得的合力 的大小為2. 設(shè)計(jì)AB桿的直徑dAB： AB桿受拉，所以3. 按剪切強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)銷釘?shù)闹睆絛C ，銷釘受力如圖11-8c

7、，兩個(gè)剪切面，剪切力為由剪切強(qiáng)度條件4. 按擠壓強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)支撐板的厚度：支撐板受力如圖11-8d，兩個(gè)擠壓面，擠壓力為FPc=FC/2，計(jì)算有效擠壓面面積Abs= dC。由擠壓強(qiáng)度條件，有構(gòu)件接頭處全面的強(qiáng)度設(shè)計(jì)應(yīng)包括剪切強(qiáng)度、擠壓強(qiáng)度和拉壓強(qiáng)度計(jì)算。 （ ）剪切、擠壓強(qiáng)度的工程實(shí)用計(jì)算法假設(shè)只是為了簡化計(jì)算。 （ ）構(gòu)件接頭處的強(qiáng)度設(shè)計(jì)，同時(shí)滿足剪切與擠壓強(qiáng)度條件即是安全的。 （ ）擠壓強(qiáng)度的工程實(shí)用計(jì)算法認(rèn)為擠壓力在擠壓面上均勻分布。 （ ）鉚釘類連接結(jié)構(gòu)中的鉚釘，其剪切面上的實(shí)際內(nèi)力只有剪力。 （ ）(1) 地基對(duì)基座的支承力為均勻分布（2）混凝土圓形基座上的剪切面，如圖（b, c）（3）根據(jù)剪切強(qiáng)度條件：（1）如圖4-18(b)所示，筒蓋受到的內(nèi)壓合力為：（2）以筒蓋為對(duì)象，如圖(b)（3）以筒蓋和角板為對(duì)象，如圖(c)（4）對(duì)鉚釘，如圖4-18(d)所