第05講 ch2 拉伸、壓縮與剪切§12～13

拉壓本次課程內(nèi)容§2-12應(yīng)力集中的概念§2-13剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算1

常見(jiàn)的油孔、溝槽等均有構(gòu)件尺寸突變，突變處將產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。即Kt——理論應(yīng)力集中因數(shù)1、形狀尺寸的影響：尺寸變化越急劇、角越尖、孔越小，應(yīng)力集中的程度越嚴(yán)重。2、材料的影響：應(yīng)力集中對(duì)塑性材料的影響不大；

應(yīng)力集中對(duì)脆性材料的影響嚴(yán)重，應(yīng)特別注意。拉(壓)與剪切§2-12應(yīng)力集中的概念

§2-12應(yīng)力集中的概念end2§2－13剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算連接件的受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)1、連接件在構(gòu)件連接處起連接作用的部件，稱(chēng)為連接件。例如：螺栓、鉚釘、鍵等。連接件雖小，起著傳遞載荷的作用。特點(diǎn)：可傳遞一般力，可拆卸。FF螺栓拉(壓)與剪切end32、受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)：以鉚釘為例：①受力特點(diǎn)：

構(gòu)件受兩組大小相等、方向相反、作用線相互很近（差一個(gè)幾何平面）的平行力系作用。②變形特點(diǎn)：

構(gòu)件沿兩組平行力系的交界面發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)?！?－13剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算拉(壓)與剪切endnn（合力）（合力）FF4③剪切面：構(gòu)件將發(fā)生相互的錯(cuò)動(dòng)面，如n–n

。④剪切面上的內(nèi)力：

內(nèi)力—剪力Fs

，其作用線與剪切面平行?！?－13剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算拉(壓)與剪切endnn（合力）（合力）FFFnnFs剪切面53、連接處破壞三種形式：

①剪切破壞沿鉚釘?shù)募羟忻婕魯啵缪豱–n面剪斷

。

②擠壓破壞鉚釘與鋼板在相互接觸面上因擠壓而使?jié)哼B接松動(dòng)，發(fā)生破壞。

③拉伸破壞鋼板在受鉚釘孔削弱的截面處，應(yīng)力增大，易在連接處拉斷。

§2－13剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算拉(壓)與剪切endnn（合力）（合力）FFFnnFs剪切面6一、剪切的實(shí)用計(jì)算實(shí)用計(jì)算方法：根據(jù)構(gòu)件的破壞可能性，采用能反映受力基本特征，并簡(jiǎn)化計(jì)算的假設(shè)，計(jì)算其名義應(yīng)力，然后根據(jù)直接試驗(yàn)的結(jié)果，確定其相應(yīng)的許用應(yīng)力，以進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。適用：構(gòu)件體積不大，真實(shí)應(yīng)力相當(dāng)復(fù)雜情況，如連接件等。實(shí)用計(jì)算假設(shè)：假設(shè)切應(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?！?－13剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算拉(壓)與剪切end71、剪切面--As：錯(cuò)動(dòng)面。

剪力--Fs：

剪切面上的內(nèi)力。2、名義切應(yīng)力--

：3、剪切強(qiáng)度條件（準(zhǔn)則）：工作應(yīng)力不得超過(guò)材料的許用應(yīng)力?！?－13剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算拉(壓)與剪切endnn（合力）（合力）FFFnnFs剪切面8二、擠壓的實(shí)用計(jì)算1、擠壓力―Fbs

：接觸面上的合力。擠壓：構(gòu)件局部面積的承壓現(xiàn)象。擠壓力：在接觸面上的壓力，記Fbs。假設(shè)：擠壓應(yīng)力在有效擠壓面上均勻分布?！?－13剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算拉(壓)與剪切enddtFbsAtFbsFbs92、擠壓面積：接觸面在垂直Fbs方向上的投影面的面積。3、擠壓強(qiáng)度條件（準(zhǔn)則）：

工作擠壓應(yīng)力不得超過(guò)材料的許用擠壓應(yīng)力?！?－13剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算拉(壓)與剪切end10應(yīng)用情況§2－13剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算拉(壓)與剪切end11例

木榫接頭如圖所示，a=b=12cm,h=3.5cm，c=4.5cm,F=40kN，試求接頭的切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力。解：

：受力分析如圖∶

：切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力剪切面和剪力為∶擠壓面和擠壓力為：FFFFbachFFbs§2－13剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算拉(壓)與剪切end12mdF解：

鍵的受力分析如圖例齒輪與軸由平鍵(b×h×L=20×12×100)連接，它傳遞的扭矩m=2kNm,軸的直徑d=70mm,鍵的許用切應(yīng)力為[

]=60MPa

，許用擠壓應(yīng)力為[

bs]=100MPa，試校核鍵的強(qiáng)度。

mbhL§2－13剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算拉(壓)與剪切end13綜上，鍵滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。

切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的強(qiáng)度校核mdFbhL§2－13剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算拉(壓)與剪切end14第三章扭轉(zhuǎn)材料力學(xué)15本次課程內(nèi)容§3–1扭轉(zhuǎn)的概念與實(shí)例

§3–2外力偶矩的計(jì)算扭矩及扭矩圖§3–3純剪切

§3–4圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力扭轉(zhuǎn)16扭轉(zhuǎn)§3–1扭轉(zhuǎn)的概念與實(shí)例

工程中以扭轉(zhuǎn)為主要變形的構(gòu)件。如：機(jī)器中的傳動(dòng)軸、石油鉆機(jī)中的鉆桿等。扭轉(zhuǎn)：ABOmm

OBA

軸：外力的合力為一力偶，且力偶的作用面與直桿的軸線垂直，桿發(fā)生的變形為扭轉(zhuǎn)變形。end17扭轉(zhuǎn)§3–1扭轉(zhuǎn)的概念于實(shí)例

end18扭轉(zhuǎn)相對(duì)扭轉(zhuǎn)角（

）：任意兩截面繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生的角位移。切應(yīng)變（

）：直角的改變量。MeMe

OBA

§3–1扭轉(zhuǎn)的概念于實(shí)例

end19扭轉(zhuǎn)工程實(shí)例§3–1扭轉(zhuǎn)的概念于實(shí)例

end20扭轉(zhuǎn)§3–3外力偶矩的計(jì)算扭矩及扭矩圖I、傳動(dòng)軸的外力偶矩

傳遞軸的傳遞功率、轉(zhuǎn)速與外力偶矩的關(guān)系：其中：{P}—功率，千瓦(kW)kNm/s

{n}—轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分(rpm)r/min其中：P—功率，馬力(PS)n—轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分(rpm)1PS=735.5N·m/s,1kW=1.36PSW

=2p{n}n/min

·{Me}N

·m

,endW={P}kw·60213扭矩的符號(hào)規(guī)定：

“T”的轉(zhuǎn)向與截面外法線方向滿(mǎn)足右手螺旋規(guī)則為正，反之為負(fù)。扭轉(zhuǎn)II、扭矩及扭矩圖1扭矩：構(gòu)件受扭時(shí)，橫截面上的內(nèi)力偶矩，記作“T”。

2截面法求扭矩MeMeMeTx§3–2外力偶矩的計(jì)算扭矩及扭矩圖

end22扭轉(zhuǎn)4扭矩圖：表示沿桿件軸線各橫截面上扭矩變化規(guī)律的圖線。目的①扭矩變化規(guī)律；②|T|max值及其截面位置═?強(qiáng)度計(jì)算（危險(xiǎn)截面）。xT

§3–2外力偶矩的計(jì)算扭矩及扭矩圖

end23扭轉(zhuǎn)[例1]已知：一傳動(dòng)軸，n=300r/min，主動(dòng)輪輸入PA=36kW，從動(dòng)輪輸出PB=PC=11kW，PD=14kW，試?yán)L制扭矩圖。nBCADMe2

Me3

Me1

Me4解：①計(jì)算外力偶矩§3–2外力偶矩的計(jì)算扭矩及扭矩圖

end24扭轉(zhuǎn)nBCADMe2

Me3

Me1

Me4112233②求扭矩（扭矩按正方向設(shè)）M2

T1M2

M3T2T3M4§3–2外力偶矩的計(jì)算扭矩及扭矩圖

end25扭轉(zhuǎn)③繪制扭矩圖BA