《工程力學剪切》課件

《工程力學剪切》ppt課件CATALOGUE目錄剪切力學的簡介剪切應力的基本概念剪切應力的分類剪切應力的影響剪切應力的應用剪切應力的實驗研究01剪切力學的簡介定義與特性01剪切力學是研究物體在剪切力作用下的行為和性能的科學。02剪切力是指垂直于物體表面的力，它會導致物體在剪切力的方向上發(fā)生相對位移。剪切力學的特性包括剪切應力和剪切應變，它們是描述物體在剪切力作用下的重要參數(shù)。03010203在工程實踐中，許多結構和設備的穩(wěn)定性、強度和壽命都受到剪切力的影響。例如，橋梁、高層建筑、車輛和航空器等都需要考慮剪切力的作用。剪切力學在材料科學、機械工程、航空航天工程等領域中具有廣泛的應用。剪切力學的重要性剪切力學的發(fā)展可以追溯到19世紀初，當時科學家開始研究材料在剪切力作用下的行為。隨著材料科學和工程技術的不斷發(fā)展，剪切力學的研究范圍和應用領域不斷擴大。目前，剪切力學已經(jīng)成為力學的一個重要分支，在許多領域中都有廣泛的應用和發(fā)展。剪切力學的歷史與發(fā)展02剪切應力的基本概念在兩個相互垂直的平面上，單位面積上的剪切力與該面積的乘積。剪切應力剪切應力的方向剪切應力的單位與剪切力的作用線垂直，并從剪切力的作用點指向受力物體。牛頓/平方米（N/m2）或帕斯卡（Pa）。030201剪切應力定義應用場景在工程中，通過測量剪切力和受力面積，可以計算出剪切應力的大小。注意事項剪切應力的大小與材料的性質、受力狀態(tài)、溫度等因素有關，因此在實際應用中需要考慮這些因素的影響。公式剪切應力=剪切力/受力面積剪切應力的計算123在受力物體上，剪切應力的大小和方向會隨著位置的變化而變化。分布規(guī)律剪切應力的分布受到多種因素的影響，如受力物體的形狀、大小、受力方式、材料的性質等。影響因素在工程中，通過對剪切應力的分布進行分析，可以預測受力物體的變形和破壞情況，從而采取相應的措施進行預防和保護。實際應用剪切應力的分布03剪切應力的分類定義純剪切應力是指物體在剪切力作用下，只在剪切面內發(fā)生剪切變形，而在其他方向上沒有變形的應力狀態(tài)。特點純剪切應力作用下，物體只發(fā)生剪切變形，沒有彎曲或扭轉。實例當一個長方體受到一個平行于長邊的作用力時，只在長邊和短邊相交的剪切面內發(fā)生剪切變形，其他方向上沒有變形。純剪切應力剪切彎曲應力是指物體在受到彎曲和剪切共同作用下的應力狀態(tài)。定義剪切彎曲應力作用下，物體不僅在剪切面內發(fā)生剪切變形，還會發(fā)生彎曲變形。特點一根梁在受到垂直于軸線的力和彎矩共同作用下，不僅在梁的剪切面內發(fā)生剪切變形，還會發(fā)生彎曲變形。實例剪切彎曲應力03實例一根圓軸在受到垂直于軸線的力和扭矩共同作用下，不僅在圓軸的剪切面內發(fā)生剪切變形，還會發(fā)生扭轉變形。01定義剪切扭轉應力是指物體在受到扭轉和剪切共同作用下的應力狀態(tài)。02特點剪切扭轉應力作用下，物體不僅在剪切面內發(fā)生剪切變形，還會發(fā)生扭轉變形。剪切扭轉應力04剪切應力的影響在剪切應力作用下，材料的強度會發(fā)生變化。當剪切應力超過材料的屈服極限時，材料會發(fā)生屈服，表現(xiàn)為塑性變形。剪切應力對材料強度的影響剪切應力可以改變材料的韌性。在剪切應力作用下，材料可能會表現(xiàn)出脆性斷裂或韌性斷裂，這取決于材料的微觀結構和溫度等條件。剪切應力對材料韌性的影響對材料性能的影響剪切應力對結構剛度的影響剪切應力會導致結構剛度的降低，特別是在結構的關鍵部位或連接處。這可能會影響結構的承載能力和穩(wěn)定性。剪切應力對結構疲勞壽命的影響在循環(huán)載荷作用下，剪切應力可能導致結構的疲勞損傷，從而縮短結構的疲勞壽命。對結構穩(wěn)定性的影響在機械系統(tǒng)中，剪切應力可能導致能量的損失和機械效率的降低。這通常發(fā)生在齒輪、軸承等機械部件中。剪切應力對機械效率的影響剪切應力可能導致機械系統(tǒng)的振動，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能。這可能引發(fā)噪聲、磨損等問題。剪切應力對機械振動的影響對機械性能的影響05剪切應力的應用橋梁設計剪切應力在橋梁設計中起到關鍵作用，特別是在斜拉橋和懸索橋的設計中，需要考慮剪切應力對橋面和支撐結構的影響。高層建筑高層建筑的底部結構和連接部位需要承受較大的剪切應力，設計時需充分考慮剪切應力的分布和大小，以確保結構的穩(wěn)定性。隧道工程在隧道工程中，由于土壓力和車輛負載的作用，圍巖和支護結構會受到剪切應力的作用，設計時需對剪切應力進行合理分析和控制。在結構設計中的應用在材料力學中的應用材料在受到剪切應力作用時，會產(chǎn)生剪切應變和剪切破壞。材料在剪切應力下的強度特性是材料力學的重要研究內容。疲勞壽命在交變剪切應力作用下，材料的疲勞壽命會受到影響。了解材料的疲勞性能對于預測結構壽命和安全性具有重要意義。彈性模量材料的彈性模量是表征材料抵抗剪切變形能力的重要參數(shù)，通過測量材料的彈性模量可以評估材料的力學性能。材料強度在機械工程中的應用各種機械連接件（如螺栓、鉚釘?shù)龋┰谑艿酵獠枯d荷的作用時，會發(fā)生剪切變形或剪切破壞。在設計連接件時，需要考慮剪切應力對連接強度和穩(wěn)定性的影響。連接件齒輪傳動過程中，齒面會受到較大的剪切應力。在設計齒輪時，需要考慮剪切應力對齒面磨損和強度的影響。齒輪傳動在機械運轉過程中，軸類零件會受到剪切應力的作用，可能導致軸的彎曲或扭轉變形。合理設計軸的結構和支撐方式可以減小剪切應力對軸的影響。軸類零件06剪切應力的實驗研究VS通過實驗研究，深入理解剪切應力與剪切應變的關系，掌握剪切應力的計算方法。實驗原理剪切應力是物體在剪切力作用下的應力狀態(tài)，與剪切力、剪切面積和剪切面上的摩擦系數(shù)等因素有關。通過測量剪切力與剪切應變的關系，可以推導出剪切應力的計算公式。實驗目的實驗目的與原理材料力學試驗機、應變片、數(shù)據(jù)采集儀、恒溫水槽、溫度控制器等。實驗設備不同類型和規(guī)格的金屬材料試樣，如低碳鋼、不銹鋼等。實驗材料實驗設備與材料實驗步驟1.將試樣固定在材料力學試驗機的上下夾具中，確保試樣處于水平狀態(tài)。2.在試樣上粘貼應變片，并連接到數(shù)據(jù)采集儀上。實驗步驟與結果分析035.改變剪切力和溫度，重復實驗多次。013.在恒溫水槽中設定實驗溫度，將試樣放入溫度控制器中保持恒溫。024.對試樣施加剪切力，并記錄應變片的讀數(shù)和剪切力值。實驗步驟與結果