課題8剪切變形課件

1、課題8 剪切變形第1頁，共21頁。8.1剪切變形和擠壓變形的概念第2頁，共21頁。8.1.1剪切變形 當(dāng)作用在構(gòu)件兩個側(cè)面上的外力的合力大小相等、方向相反、作用線平行且相距很近時，介于作用力之間的各截面將沿著力的方向發(fā)生相對錯動，構(gòu)件的這種變形稱為剪切變形。第3頁，共21頁。8.1.2擠壓變形 如果接觸面上只是表面上的一個不大的區(qū)域，而傳遞的壓力又比較大，則接觸表面就很可能被壓縮（產(chǎn)生顯著的塑性變形），甚至壓碎，這種現(xiàn)象稱為擠壓變形。第4頁，共21頁。8.2 剪切和擠壓的實用計算第5頁，共21頁。8.2.1剪切的實用計算FF（a）FmmF（b）（c）FFQFQF（d）F第6頁，共21頁。 式中

2、 : FQ剪切面上的剪力； A受剪面積。 為了保證構(gòu)件在工作中不被剪斷，必須使構(gòu)件的工作剪應(yīng)力小于許用剪應(yīng)力，即第7頁，共21頁。 許用剪應(yīng)力 ，可以從有關(guān)設(shè)計手冊中查得。在一般情況下，材料的許用剪應(yīng)力 與許用拉應(yīng)力 之間有以下近似關(guān)系： 塑性材料 脆性材料 與拉壓變形的強度條件一樣，剪切強度條件也可用來解決三類問題：校核強度、設(shè)計截面尺寸和確定許可載荷。第8頁，共21頁。 【例8-1】有兩塊鋼板用螺栓連接，如圖（a）所示，已知螺栓直徑d18mm，許用切應(yīng)力 60MPa。試求螺栓所能承受的許可載荷。 第9頁，共21頁?！痉治觥浚?）求剪切面上的許可剪力FQ依據(jù) 得: N (2)求螺栓所能承受的

3、許可載荷F 由于FFQ，所以螺栓所能承受的許可載 荷為 FFQ15260.4N15.26kN 第10頁，共21頁。8.2.2擠壓的實用計算第11頁，共21頁。 在擠壓面上，由擠壓力引起的應(yīng)力叫做擠壓應(yīng)力，用表示。擠壓應(yīng)力在擠壓面上的分布規(guī)律也是比較復(fù)雜的，工程上同樣是采用“實用計算”，認為擠壓應(yīng)力在擠壓面上是均勻分布的，所以擠壓應(yīng)力為 式中 Fbs擠壓面上的擠壓力； Abs擠壓面積。第12頁，共21頁。FF（a）bs（b）MNN（c）bsOP第13頁，共21頁。 為了保證構(gòu)件不產(chǎn)生局部擠壓塑性變形，必須滿足工作擠壓應(yīng)力不超過許用擠壓應(yīng)力的條件，即 此式就是擠壓強度條件。 第14頁，共21頁。

4、是材料的許用擠壓應(yīng)力，它可根據(jù)試驗來確定。工程中常用材料的許用擠壓應(yīng)力，可以從有關(guān)手冊中查得。在一般情況下，許用擠壓應(yīng)力 與許用拉應(yīng)力 存在著以下的近似關(guān)系： 塑性材料 脆性材料 當(dāng)連接件與被連接件的材料不同時，應(yīng)以連接中抵抗擠壓能力弱的構(gòu)件來進行擠壓強度計算。第15頁，共21頁。 【例8-2】一鉚接接頭如圖所示，兩塊板的的尺寸完全相同，其厚度h2mm、寬度b15mm，板的許用拉應(yīng)力 160MPa；鉚釘直徑d4mm，許用剪應(yīng)力 100MPa，許用擠壓應(yīng)力 300MPa，試計算該接頭的許可載荷。FFFFdhb第16頁，共21頁。 【分析】 （1）破壞形式分析 該接頭主要有三種破壞形式：鉚釘被剪斷

5、、鉚釘與孔壁互相擠壓，使鉚釘和孔壁產(chǎn)生顯著的塑性變形；板沿孔所在的截面被拉斷。所以，對該鉚釘接頭進行許可載荷計算時，要考慮上述三種形式的強度問題。第17頁，共21頁。（2）載荷計算 首先，按鉚釘?shù)募羟袕姸扔嬎悖?依據(jù) 得: N 由于剪力FQF，此時，許可載荷F1256N； 其次，按鉚釘?shù)臄D壓強度計算： 依據(jù) 得: N 由于擠壓力FbsF，此時，許可載荷F2400N； 最后，按板的拉伸強度計算： 依據(jù) 得: N 由于軸力FNF，此時，許可載荷F3520N。 綜合考慮以上三種情況，該接頭的許可載荷F1256N1.256kN。第18頁，共21頁。8.3剪切虎克定律第19頁，共21頁。8.3.1剪切虎克定律 式中的G稱為材料的切變模量，是表示材料抵抗剪切變形能力的物理量，它的單位與應(yīng)力的單位相同。各種