材料力學(xué)3 剪切扭轉(zhuǎn)課件

第三章剪切和扭轉(zhuǎn)材料力學(xué)第三章剪切和扭轉(zhuǎn)材料力學(xué)1

§3-1剪切與剪切的實(shí)用計(jì)算§3-2拉(壓)桿連接部分的強(qiáng)度計(jì)算§3-3扭轉(zhuǎn)、扭矩和扭矩圖§3-4薄壁圓桿的扭轉(zhuǎn)§3-5切應(yīng)力互等定理和剪切胡克定律§3-6圓桿扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力§3-7圓桿扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形§3-1剪切與剪切的實(shí)用計(jì)算2

鉚釘連接一、工程實(shí)際中用到各種各樣的連接

銷軸連接§3—1剪切與剪切的實(shí)用計(jì)算鉚釘連接一、工程實(shí)際中用到各種各樣的連接銷3平鍵連接榫連接平鍵連接榫連接4剪切受力特點(diǎn)：作用在構(gòu)件兩側(cè)面上的外力合力大小相等、方向相反且作用線相距很近。變形特點(diǎn)：構(gòu)件沿兩力作用線之間的某一截面產(chǎn)生相對錯(cuò)動(dòng)或錯(cuò)動(dòng)趨勢。FF鉚釘連接剪床剪鋼板剪切面剪切受力特點(diǎn)：作用在構(gòu)件兩側(cè)面上的外力合力大小相等、方向相反5雙剪切剪切面雙剪切剪切面6二、剪切變形的內(nèi)力FS=F與剪切面平行的內(nèi)力剪力二、剪切變形的內(nèi)力FS=F與剪切面平行的內(nèi)力剪力7從有限元計(jì)算結(jié)果看剪切面上應(yīng)力的分布情況十分復(fù)雜，工程中采用近似計(jì)算。（1）實(shí)際：切應(yīng)力在剪切面上均勻分布；（2）假設(shè)：三、剪切變形的實(shí)用計(jì)算從有限元計(jì)算結(jié)果看剪切面上應(yīng)力的分布情況十分復(fù)雜，工程中采用8A：剪切面面積（3）名義切應(yīng)力A：剪切面面積（3）名義切應(yīng)力9剪切強(qiáng)度條件：名義許用切應(yīng)力2、選擇截面尺寸;3、確定許可載荷；1、強(qiáng)度校核；可解決三類問題：由實(shí)驗(yàn)確定該許用切應(yīng)力。剪切強(qiáng)度條件：名義許用切應(yīng)力2、選擇截面尺寸;3、確定許可載10例1電瓶車掛鉤由插銷聯(lián)接，如圖。插銷材料為20鋼，，直徑。掛鉤及被聯(lián)接的板件的厚度分別為和。牽引力。試校核插銷的剪切強(qiáng)度。

例1電瓶車掛鉤由插銷聯(lián)接，如圖。插銷材料為20鋼，11分析插銷受力確定剪切面計(jì)算內(nèi)力分析插銷受力確定剪切面計(jì)算內(nèi)力12例2、圖示所示的銷釘連接中，構(gòu)件A通過安全銷C將力偶矩傳遞到構(gòu)件B。已知載荷P=2KN，加力臂長L=1.2米，構(gòu)件B的直徑D=65mm，銷釘?shù)臉O限剪應(yīng)力[τ]=200MPa。求安全銷所需的直徑。例2、圖示所示的銷釘連接中，構(gòu)件A通過安全銷C將力偶矩傳遞到13取構(gòu)件B和安全銷為研究對象，取構(gòu)件B和安全銷為研究對象，14例3凸緣聯(lián)連軸器傳遞的力矩為M=200Nm，四只螺栓的直徑均為d=10mm，對稱地分布在D=80mm的圓周上，螺栓的許用剪應(yīng)力校核螺栓的強(qiáng)度。MM例3凸緣聯(lián)連軸器傳遞的力矩為M=200Nm，四只螺栓的直徑15（1）取聯(lián)軸器的一個(gè)法蘭盤和四只螺栓為研究對象進(jìn)行受力分析，設(shè)每一個(gè)螺栓的受力為F，則四只螺栓的受力與外力偶M相平衡。FF

(2)取單個(gè)螺栓為研究對象進(jìn)行受力分析；(3)校核螺栓的強(qiáng)度MF（1）取聯(lián)軸器的一個(gè)法蘭盤和四只螺栓為研究對象進(jìn)行受力分析，16練習(xí)1、P＝100KN，螺栓的直徑為D＝30毫米，許用剪應(yīng)力為[τ]＝60MPａ，校核螺栓的強(qiáng)度。如果強(qiáng)度不夠，設(shè)計(jì)螺栓的直徑。P練習(xí)1、P＝100KN，螺栓的直徑為D＝30毫米，許用剪應(yīng)力17PP螺栓鉚釘工程中常見的連接件PP特點(diǎn)：可傳遞一般力，可拆卸。特點(diǎn)：可傳遞一般力，不可拆卸?！?-2拉(壓)桿連接部分的強(qiáng)度計(jì)算PP螺栓鉚釘工程中常見的連接件PP特點(diǎn)：可傳遞一般力，可拆18鉚釘在接觸面上產(chǎn)生變形鉚釘在接觸面上產(chǎn)生變形19鋼板的在接觸面處的變形鋼板的在接觸面處的變形20剪切強(qiáng)度條件：——名義許用切應(yīng)力FF1鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度計(jì)算剪切強(qiáng)度條件：——名義許用切應(yīng)力FF1鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度計(jì)算21鉚釘與鋼板在接觸處相互壓緊，在鉚釘或鉚釘孔處因相互壓緊而產(chǎn)生塑性變形;擠壓變形P擠壓力：局部接觸面上的總壓力（外力）;或者擠壓面上傳遞的力。連接件和被連接件在接觸面上相互壓緊.擠壓：2鉚釘?shù)臄D壓強(qiáng)度計(jì)算鉚釘與鋼板在接觸處相互壓緊，在鉚釘或鉚釘孔處因相互壓緊而產(chǎn)生22兩個(gè)構(gòu)件之間相互接觸的局部接觸面，用Ab表示;擠壓面：若接觸面為平面，若接觸面為圓柱側(cè)面（鉚釘、螺栓、銷），PPdt擠壓面與外載荷垂直；擠壓面的面積取接觸面的面積；擠壓面的面積取圓柱側(cè)面在直徑平面上的投影。

兩個(gè)構(gòu)件之間相互接觸的局部接觸面，用Ab表示;擠壓面：若23鉚釘?shù)臄D壓應(yīng)力分布研究表明，鉚釘擠壓面上應(yīng)力不是均勻分布的;鉚釘?shù)臄D壓應(yīng)力分布研究表明，鉚釘擠壓面上應(yīng)力不是均勻分布的;24在工程中采用實(shí)用計(jì)算擠壓應(yīng)力在擠壓面上均勻分布;假設(shè)：由假設(shè)而得到的擠壓面上的應(yīng)力名義擠壓應(yīng)力:擠壓面上產(chǎn)生何種應(yīng)力？在工程中采用實(shí)用計(jì)算擠壓應(yīng)力在擠壓面上均勻分布;假設(shè)：由假設(shè)25鉚釘?shù)拿x擠壓應(yīng)力鉚釘?shù)拿x擠壓應(yīng)力263、擠壓力F是外力，不是內(nèi)力。1由直接試驗(yàn)結(jié)果，按名義擠壓應(yīng)力計(jì)算，并考慮了安全系數(shù)后得到的。幾點(diǎn)注意2、試驗(yàn)表明，許用擠壓應(yīng)力比材料的許用壓應(yīng)力要大。擠壓強(qiáng)度條件4、當(dāng)連接件與被連接件的材料不同時(shí)，應(yīng)對許用擠壓應(yīng)力較小者進(jìn)行擠壓強(qiáng)度校核。3、擠壓力F是外力，不是內(nèi)力。1由27鋼板存在鉚釘孔，其橫截面遭到削弱，因此，還應(yīng)對板的削弱截面進(jìn)行抗拉(壓)校核3鋼板的抗拉強(qiáng)度計(jì)算拉(壓)桿連接部分的強(qiáng)度計(jì)算1鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度條件：FF2鉚釘?shù)臄D壓強(qiáng)度條件：3鋼板的抗拉強(qiáng)度條件鋼板存在鉚釘孔，其橫截面遭到削弱，因此，還應(yīng)對板的削弱截面進(jìn)28例1厚度為的主鋼板用兩塊厚度為的同樣材料的蓋板對接如圖示。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？FFFF例1厚度為的主鋼板用兩塊厚度為29假定每個(gè)鉚釘所受的力相等?？赡茉斐傻钠茐模海?）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大，而使鉚接被破壞；（3）因板有釘孔，在截面被削弱處被拉斷。假定每個(gè)鉚釘所受的力相等?？赡茉斐傻钠茐模海?）因鉚釘被剪斷30（1）鉚釘剪切計(jì)算（2）鉚釘?shù)臄D壓計(jì)算FFF/2nF/nF/2nF/2n因此取n=4.（1）鉚釘剪切計(jì)算（2）鉚釘?shù)臄D壓計(jì)算FFF/2nF/nF/31（3）主板拉斷的校核。FF/nF/nF/nF/nIIFF/2（3）主板拉斷的校核。FF/nF/nF/nF/nIIFF/232例2一鉚接頭如圖所示，受力P=110kN，已知鋼板厚度為t=1cm，寬度b=8.5cm，許用應(yīng)力為[

]=160MPa；鉚釘?shù)闹睆絛=1.6cm，許用剪應(yīng)力為[]=140MPa，許用擠壓應(yīng)力為[b]=320MPa，試校核鉚接頭的強(qiáng)度。bPPttdPP例2一鉚接頭如圖所示，受力P=110kN，已知鋼板厚度為33受力分析P/4P/4剪切強(qiáng)度擠壓強(qiáng)度受力分析P/4P/4剪切強(qiáng)度擠壓強(qiáng)度34鋼板的拉伸強(qiáng)度綜上，接頭安全。P112233P/4鋼板的拉伸強(qiáng)度綜上，接頭安全。P112233P/435例3：圖示為一材料相同的鉚釘接頭，上、下蓋板的寬度為b1=160mm，厚度t1=7mm；中間主板的寬度為b=200mm，厚度t=12mm；鉚釘?shù)闹睆絛=20mm；承受P=200KN載荷的作用。校核接頭的強(qiáng)度。，，

t1=7t=12t1=7PP160200例3：圖示為一材料相同的鉚釘接頭，上、下蓋板的寬度為b1=136取左側(cè)主板中的單個(gè)鉚釘為研究對象進(jìn)行受力分析。（1）鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度計(jì)算外載通過鉚釘群中心，故每一個(gè)鉚釘受力相等；鉚釘為雙剪；Q/2Q/2Q剪切面為鉚釘?shù)臋M截面；剪力鉚釘滿足剪切強(qiáng)度。取左側(cè)主板中的單個(gè)鉚釘為研究對象進(jìn)行受力分析。（1）鉚釘?shù)募?7鉚釘與上、下蓋板之間的擠壓力偏小，擠壓面的面積也偏?。?2)接頭的擠壓強(qiáng)度計(jì)算鉚釘與主板之間的擠壓力偏大，擠壓面的面積也偏大；接頭的擠壓強(qiáng)度足夠.Q/2Q/2Q鉚釘與上、下蓋板之間的擠壓力偏小，擠壓面的面積也偏??；(2)38(3)上下蓋鋼板的拉伸強(qiáng)度計(jì)算外載P由上、下蓋板共同承擔(dān)，故上下蓋板各自承擔(dān)P/2;而P/2又由5個(gè)鉚釘孔共同承擔(dān)，每一個(gè)鉚釘孔承擔(dān)P/10，故上下蓋板的受力如圖。PF=P/2F=P/2P/10P/10(3)上下蓋鋼板的拉伸強(qiáng)度計(jì)算外載P由上、下蓋板共同承擔(dān)，故39在兩個(gè)鉚釘孔處內(nèi)力偏小，而三個(gè)鉚釘孔處內(nèi)力偏大，故危險(xiǎn)面為三個(gè)鉚釘孔處。危險(xiǎn)面P/10P/102P/105P/10FN上、下蓋板滿足強(qiáng)度在兩個(gè)鉚釘孔處內(nèi)力偏小，而三個(gè)鉚釘孔處內(nèi)力偏大，故危險(xiǎn)面為三40每一個(gè)鉚釘孔承擔(dān)P/5；(4)、主板的拉伸強(qiáng)度計(jì)算PP/5P/5FNP3P/5取左塊主板為研究對象受力分析;在兩個(gè)鉚釘孔處內(nèi)力偏大，截面偏大；在三個(gè)鉚釘孔處內(nèi)力偏小，截面偏小大；主蓋板的強(qiáng)度滿足；（5）接頭的強(qiáng)度滿足。每一個(gè)鉚釘孔承擔(dān)P/5；(4)、主板的拉伸強(qiáng)度計(jì)算PP/5P41§3-3扭轉(zhuǎn)、扭矩和扭矩圖1、螺絲刀桿工作時(shí)受扭。Me主動(dòng)力偶阻抗力偶一、扭轉(zhuǎn)的工程實(shí)例§3-3扭轉(zhuǎn)、扭矩和扭矩圖1、螺絲刀桿工作時(shí)受扭。422、汽車方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)軸工作時(shí)受扭。2、汽車方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)軸工作時(shí)受扭。433、機(jī)器中的傳動(dòng)軸工作時(shí)受扭。3、機(jī)器中的傳動(dòng)軸工作時(shí)受扭。44材料力學(xué)3剪切扭轉(zhuǎn)課件45二、扭轉(zhuǎn)的概念受力特點(diǎn)：桿兩端作用著大小相等、方向相反的力偶，且力偶作用面垂直于桿的軸線。變形特點(diǎn)：桿任意兩截面繞軸線發(fā)生相對轉(zhuǎn)動(dòng)。主要發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形的桿——軸。Me主動(dòng)力偶阻抗力偶二、扭轉(zhuǎn)的概念受力特點(diǎn)：桿兩端作用著大小相等、方向相反的力偶46扭轉(zhuǎn)變形AB扭轉(zhuǎn)變形AB47圓軸受扭時(shí)其橫截面上的內(nèi)力偶矩稱為扭矩，用符號(hào)T表示。扭矩大小可利用截面法來確定。11TTMe

Me

AB11BMe

AMe

11x三、扭矩圓軸受扭時(shí)其橫截面上的內(nèi)力偶矩稱為扭矩，用符號(hào)T表示。48扭矩的符號(hào)規(guī)定：按右手螺旋法則判斷。

右手的四指代表扭矩的旋轉(zhuǎn)方向，大拇指代表其矢量方向，若其矢量方向與截面的外法線方向相同，則扭矩規(guī)定為正值，反之為負(fù)值。T+T-扭矩的符號(hào)規(guī)定：按右手螺旋法則判斷。右手的四指代表扭49mm

T求扭轉(zhuǎn)桿件的內(nèi)力（截面法），扭矩盡量按照正向畫出mmT取右段為研究對象：內(nèi)力偶矩——扭矩取左段為研究對象：mmT求扭轉(zhuǎn)桿件的內(nèi)力（截面法），扭矩盡量按照正向畫出m50四、扭矩圖：目的xT表示構(gòu)件各橫截面扭矩沿軸線變化的圖形。①扭矩變化規(guī)律；②|T|max值及其截面位置（危險(xiǎn)截面）。mm四、扭矩圖：目的xT表示構(gòu)件各橫截面扭矩沿軸線變化51右圖五、功率、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為外力偶矩設(shè)：軸的轉(zhuǎn)速

n轉(zhuǎn)／分(r／min)，其中某一輪傳輸?shù)墓β蕿椋篜千瓦(kW

）

實(shí)際作用于該輪的外力偶矩

Me

，則右圖五、功率、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為外力偶矩設(shè)：軸的轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)／分52例1一傳動(dòng)軸如圖，轉(zhuǎn)速n=300r/min；主動(dòng)輪輸入的功率P1=500kW，三個(gè)從動(dòng)輪輸出的功率分別為：P2=150kW，P3=150kW，P4=200kW。試作軸的扭矩圖。例1一傳動(dòng)軸如圖，轉(zhuǎn)速n=300r/53一、計(jì)算作用在各輪上的外力偶矩解：M1

M2

M3

M4

ABCD一、計(jì)算作用在各輪上的外力偶矩解：M1M2M3M4A54二、分別計(jì)算各段的扭矩221133M1

M2

M3

M4

ABCDT111xM2AT2AM2

BM3

22xT333DM4

x二、分別計(jì)算各段的扭矩221133M1M2M3M4A55扭矩圖Tmax=9.56kN·m在BC段內(nèi)M1

M2

M3

M4

ABCD4.789.566.37T圖(kN·m)扭矩圖Tmax=9.56kN·m在BC段內(nèi)M156（m－軸單位長度內(nèi)的扭力偶矩）例2試分析圖示軸的扭矩表示扭矩沿桿件軸線變化的圖線（T-x曲線）－扭矩圖1、求約束反力2、截面法求扭矩（m－軸單位長度內(nèi)的扭力偶矩）例2試分析圖示軸的扭矩表示57

材料力學(xué)3剪切扭轉(zhuǎn)課件58第三章剪切和扭轉(zhuǎn)材料力學(xué)第三章剪切和扭轉(zhuǎn)材料力學(xué)59

§3-1剪切與剪切的實(shí)用計(jì)算§3-2拉(壓)桿連接部分的強(qiáng)度計(jì)算§3-3扭轉(zhuǎn)、扭矩和扭矩圖§3-4薄壁圓桿的扭轉(zhuǎn)§3-5切應(yīng)力互等定理和剪切胡克定律§3-6圓桿扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力§3-7圓桿扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形§3-1剪切與剪切的實(shí)用計(jì)算60

鉚釘連接一、工程實(shí)際中用到各種各樣的連接

銷軸連接§3—1剪切與剪切的實(shí)用計(jì)算鉚釘連接一、工程實(shí)際中用到各種各樣的連接銷61平鍵連接榫連接平鍵連接榫連接62剪切受力特點(diǎn)：作用在構(gòu)件兩側(cè)面上的外力合力大小相等、方向相反且作用線相距很近。變形特點(diǎn)：構(gòu)件沿兩力作用線之間的某一截面產(chǎn)生相對錯(cuò)動(dòng)或錯(cuò)動(dòng)趨勢。FF鉚釘連接剪床剪鋼板剪切面剪切受力特點(diǎn)：作用在構(gòu)件兩側(cè)面上的外力合力大小相等、方向相反63雙剪切剪切面雙剪切剪切面64二、剪切變形的內(nèi)力FS=F與剪切面平行的內(nèi)力剪力二、剪切變形的內(nèi)力FS=F與剪切面平行的內(nèi)力剪力65從有限元計(jì)算結(jié)果看剪切面上應(yīng)力的分布情況十分復(fù)雜，工程中采用近似計(jì)算。（1）實(shí)際：切應(yīng)力在剪切面上均勻分布；（2）假設(shè)：三、剪切變形的實(shí)用計(jì)算從有限元計(jì)算結(jié)果看剪切面上應(yīng)力的分布情況十分復(fù)雜，工程中采用66A：剪切面面積（3）名義切應(yīng)力A：剪切面面積（3）名義切應(yīng)力67剪切強(qiáng)度條件：名義許用切應(yīng)力2、選擇截面尺寸;3、確定許可載荷；1、強(qiáng)度校核；可解決三類問題：由實(shí)驗(yàn)確定該許用切應(yīng)力。剪切強(qiáng)度條件：名義許用切應(yīng)力2、選擇截面尺寸;3、確定許可載68例1電瓶車掛鉤由插銷聯(lián)接，如圖。插銷材料為20鋼，，直徑。掛鉤及被聯(lián)接的板件的厚度分別為和。牽引力。試校核插銷的剪切強(qiáng)度。

例1電瓶車掛鉤由插銷聯(lián)接，如圖。插銷材料為20鋼，69分析插銷受力確定剪切面計(jì)算內(nèi)力分析插銷受力確定剪切面計(jì)算內(nèi)力70例2、圖示所示的銷釘連接中，構(gòu)件A通過安全銷C將力偶矩傳遞到構(gòu)件B。已知載荷P=2KN，加力臂長L=1.2米，構(gòu)件B的直徑D=65mm，銷釘?shù)臉O限剪應(yīng)力[τ]=200MPa。求安全銷所需的直徑。例2、圖示所示的銷釘連接中，構(gòu)件A通過安全銷C將力偶矩傳遞到71取構(gòu)件B和安全銷為研究對象，取構(gòu)件B和安全銷為研究對象，72例3凸緣聯(lián)連軸器傳遞的力矩為M=200Nm，四只螺栓的直徑均為d=10mm，對稱地分布在D=80mm的圓周上，螺栓的許用剪應(yīng)力校核螺栓的強(qiáng)度。MM例3凸緣聯(lián)連軸器傳遞的力矩為M=200Nm，四只螺栓的直徑73（1）取聯(lián)軸器的一個(gè)法蘭盤和四只螺栓為研究對象進(jìn)行受力分析，設(shè)每一個(gè)螺栓的受力為F，則四只螺栓的受力與外力偶M相平衡。FF

(2)取單個(gè)螺栓為研究對象進(jìn)行受力分析；(3)校核螺栓的強(qiáng)度MF（1）取聯(lián)軸器的一個(gè)法蘭盤和四只螺栓為研究對象進(jìn)行受力分析，74練習(xí)1、P＝100KN，螺栓的直徑為D＝30毫米，許用剪應(yīng)力為[τ]＝60MPａ，校核螺栓的強(qiáng)度。如果強(qiáng)度不夠，設(shè)計(jì)螺栓的直徑。P練習(xí)1、P＝100KN，螺栓的直徑為D＝30毫米，許用剪應(yīng)力75PP螺栓鉚釘工程中常見的連接件PP特點(diǎn)：可傳遞一般力，可拆卸。特點(diǎn)：可傳遞一般力，不可拆卸。§3-2拉(壓)桿連接部分的強(qiáng)度計(jì)算PP螺栓鉚釘工程中常見的連接件PP特點(diǎn)：可傳遞一般力，可拆76鉚釘在接觸面上產(chǎn)生變形鉚釘在接觸面上產(chǎn)生變形77鋼板的在接觸面處的變形鋼板的在接觸面處的變形78剪切強(qiáng)度條件：——名義許用切應(yīng)力FF1鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度計(jì)算剪切強(qiáng)度條件：——名義許用切應(yīng)力FF1鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度計(jì)算79鉚釘與鋼板在接觸處相互壓緊，在鉚釘或鉚釘孔處因相互壓緊而產(chǎn)生塑性變形;擠壓變形P擠壓力：局部接觸面上的總壓力（外力）;或者擠壓面上傳遞的力。連接件和被連接件在接觸面上相互壓緊.擠壓：2鉚釘?shù)臄D壓強(qiáng)度計(jì)算鉚釘與鋼板在接觸處相互壓緊，在鉚釘或鉚釘孔處因相互壓緊而產(chǎn)生80兩個(gè)構(gòu)件之間相互接觸的局部接觸面，用Ab表示;擠壓面：若接觸面為平面，若接觸面為圓柱側(cè)面（鉚釘、螺栓、銷），PPdt擠壓面與外載荷垂直；擠壓面的面積取接觸面的面積；擠壓面的面積取圓柱側(cè)面在直徑平面上的投影。

兩個(gè)構(gòu)件之間相互接觸的局部接觸面，用Ab表示;擠壓面：若81鉚釘?shù)臄D壓應(yīng)力分布研究表明，鉚釘擠壓面上應(yīng)力不是均勻分布的;鉚釘?shù)臄D壓應(yīng)力分布研究表明，鉚釘擠壓面上應(yīng)力不是均勻分布的;82在工程中采用實(shí)用計(jì)算擠壓應(yīng)力在擠壓面上均勻分布;假設(shè)：由假設(shè)而得到的擠壓面上的應(yīng)力名義擠壓應(yīng)力:擠壓面上產(chǎn)生何種應(yīng)力？在工程中采用實(shí)用計(jì)算擠壓應(yīng)力在擠壓面上均勻分布;假設(shè)：由假設(shè)83鉚釘?shù)拿x擠壓應(yīng)力鉚釘?shù)拿x擠壓應(yīng)力843、擠壓力F是外力，不是內(nèi)力。1由直接試驗(yàn)結(jié)果，按名義擠壓應(yīng)力計(jì)算，并考慮了安全系數(shù)后得到的。幾點(diǎn)注意2、試驗(yàn)表明，許用擠壓應(yīng)力比材料的許用壓應(yīng)力要大。擠壓強(qiáng)度條件4、當(dāng)連接件與被連接件的材料不同時(shí)，應(yīng)對許用擠壓應(yīng)力較小者進(jìn)行擠壓強(qiáng)度校核。3、擠壓力F是外力，不是內(nèi)力。1由85鋼板存在鉚釘孔，其橫截面遭到削弱，因此，還應(yīng)對板的削弱截面進(jìn)行抗拉(壓)校核3鋼板的抗拉強(qiáng)度計(jì)算拉(壓)桿連接部分的強(qiáng)度計(jì)算1鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度條件：FF2鉚釘?shù)臄D壓強(qiáng)度條件：3鋼板的抗拉強(qiáng)度條件鋼板存在鉚釘孔，其橫截面遭到削弱，因此，還應(yīng)對板的削弱截面進(jìn)86例1厚度為的主鋼板用兩塊厚度為的同樣材料的蓋板對接如圖示。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？FFFF例1厚度為的主鋼板用兩塊厚度為87假定每個(gè)鉚釘所受的力相等。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大，而使鉚接被破壞；（3）因板有釘孔，在截面被削弱處被拉斷。假定每個(gè)鉚釘所受的力相等?？赡茉斐傻钠茐模海?）因鉚釘被剪斷88（1）鉚釘剪切計(jì)算（2）鉚釘?shù)臄D壓計(jì)算FFF/2nF/nF/2nF/2n因此取n=4.（1）鉚釘剪切計(jì)算（2）鉚釘?shù)臄D壓計(jì)算FFF/2nF/nF/89（3）主板拉斷的校核。FF/nF/nF/nF/nIIFF/2（3）主板拉斷的校核。FF/nF/nF/nF/nIIFF/290例2一鉚接頭如圖所示，受力P=110kN，已知鋼板厚度為t=1cm，寬度b=8.5cm，許用應(yīng)力為[

]=160MPa；鉚釘?shù)闹睆絛=1.6cm，許用剪應(yīng)力為[]=140MPa，許用擠壓應(yīng)力為[b]=320MPa，試校核鉚接頭的強(qiáng)度。bPPttdPP例2一鉚接頭如圖所示，受力P=110kN，已知鋼板厚度為91受力分析P/4P/4剪切強(qiáng)度擠壓強(qiáng)度受力分析P/4P/4剪切強(qiáng)度擠壓強(qiáng)度92鋼板的拉伸強(qiáng)度綜上，接頭安全。P112233P/4鋼板的拉伸強(qiáng)度綜上，接頭安全。P112233P/493例3：圖示為一材料相同的鉚釘接頭，上、下蓋板的寬度為b1=160mm，厚度t1=7mm；中間主板的寬度為b=200mm，厚度t=12mm；鉚釘?shù)闹睆絛=20mm；承受P=200KN載荷的作用。校核接頭的強(qiáng)度。，，

t1=7t=12t1=7PP160200例3：圖示為一材料相同的鉚釘接頭，上、下蓋板的寬度為b1=194取左側(cè)主板中的單個(gè)鉚釘為研究對象進(jìn)行受力分析。（1）鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度計(jì)算外載通過鉚釘群中心，故每一個(gè)鉚釘受力相等；鉚釘為雙剪；Q/2Q/2Q剪切面為鉚釘?shù)臋M截面；剪力鉚釘滿足剪切強(qiáng)度。取左側(cè)主板中的單個(gè)鉚釘為研究對象進(jìn)行受力分析。（1）鉚釘?shù)募?5鉚釘與上、下蓋板之間的擠壓力偏小，擠壓面的面積也偏?。?2)接頭的擠壓強(qiáng)度計(jì)算鉚釘與主板之間的擠壓力偏大，擠壓面的面積也偏大；接頭的擠壓強(qiáng)度足夠.Q/2Q/2Q鉚釘與上、下蓋板之間的擠壓力偏小，擠壓面的面積也偏??；(2)96(3)上下蓋鋼板的拉伸強(qiáng)度計(jì)算外載P由上、下蓋板共同承擔(dān)，故上下蓋板各自承擔(dān)P/2;而P/2又由5個(gè)鉚釘孔共同承擔(dān)，每一個(gè)鉚釘孔承擔(dān)P/10，故上下蓋板的受力如圖。PF=P/2F=P/2P/10P/10(3)上下蓋鋼板的拉伸強(qiáng)度計(jì)算外載P由上、下蓋板共同承擔(dān)，故97在兩個(gè)鉚釘孔處內(nèi)力偏小，而三個(gè)鉚釘孔處內(nèi)力偏大，故危險(xiǎn)面為三個(gè)鉚釘孔處。危險(xiǎn)面P/10P/102P/105P/10FN上、下蓋板滿足強(qiáng)度在兩個(gè)鉚釘孔處內(nèi)力偏小，而三個(gè)鉚釘孔處內(nèi)力偏大，故危險(xiǎn)面為三98每一個(gè)鉚釘孔承擔(dān)P/5；(4)、主板的拉伸強(qiáng)度計(jì)算PP/5P/5FNP3P/5取左塊主板為研究對象受力分析;在兩個(gè)鉚釘孔處內(nèi)力偏大，截面偏大；在三個(gè)鉚釘孔處內(nèi)力偏小，截面偏小大；主蓋板的強(qiáng)度滿足；（5）接頭的強(qiáng)度滿足。每一個(gè)鉚釘孔承擔(dān)P/5；(4)、主板的拉伸強(qiáng)度計(jì)算PP/5P99§3-3扭轉(zhuǎn)、扭矩和扭矩圖1、螺絲刀桿工作時(shí)受扭。Me主動(dòng)力偶阻抗力偶一、扭轉(zhuǎn)的工程實(shí)例§3-3扭轉(zhuǎn)、扭矩和扭矩圖1、螺絲刀桿工作時(shí)受扭。1002、汽車方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)軸工作時(shí)受扭。2、汽車方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)軸工作時(shí)受扭。1013、機(jī)器中的傳動(dòng)軸工作時(shí)受扭。3、機(jī)器中的傳動(dòng)軸工作時(shí)受扭。102材料力學(xué)3剪切扭轉(zhuǎn)課件103二、扭轉(zhuǎn)的概念受力特點(diǎn)：桿兩端作用著大小相等、方向相反的力偶，且力偶作用面垂直于桿的軸線。變形特點(diǎn)：桿任意兩截面繞軸線發(fā)生相對轉(zhuǎn)動(dòng)。主要發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形的桿——軸。Me主動(dòng)力偶阻抗力偶二、扭轉(zhuǎn)的概念受力特點(diǎn)：桿兩端作用著大小相等、方向相反的力偶104扭轉(zhuǎn)變形AB扭轉(zhuǎn)變形AB105圓軸受扭時(shí)其橫截面上的內(nèi)力偶矩稱為扭矩，用符號(hào)T表示。扭矩大小可利用截面法來確定。11TTMe

Me

AB11BMe

AMe

11x三、扭矩圓軸受扭時(shí)其橫截面上的內(nèi)力偶矩