材料力學(xué)-03剪切

第二章剪切材料力學(xué)1第二章剪切

§2-1工程實(shí)際中的剪切問題§2-2剪切的實(shí)用計(jì)算21、連接件剪切在構(gòu)件連接處起連接作用的部件，稱為連接件。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。PP螺栓§2–1工程實(shí)際中的剪切問題3剪切4PP剪切鉚釘特點(diǎn)：可傳遞一般力，不可拆卸。如橋梁桁架結(jié)點(diǎn)處于它連接。無間隙m軸鍵齒輪特點(diǎn)：傳遞扭矩。52、受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)：剪切nn（合力）（合力）PP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)生相對錯(cuò)動(dòng)。6剪切nn（合力）（合力）PP③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。PnnFS剪切面7剪切nn（合力）（合力）PP3、連接處破壞三種形式：

①剪切破壞沿鉚釘?shù)募羟忻婕魯?，如沿n–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PnnFS剪切面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。8工程實(shí)用計(jì)算方法1、假設(shè)2、計(jì)算名義應(yīng)力3、確定許用應(yīng)力①按照破壞可能性②反映受力基本特征③簡化計(jì)算直接試驗(yàn)結(jié)果FF剪切§2－2剪切與擠壓的實(shí)用計(jì)算91、受力特征:2、變形特征：剪切的實(shí)用計(jì)算上刀刃下刀刃nnFFFFS剪切面剪切10剪切實(shí)用計(jì)算中，假定剪切面上各點(diǎn)處的切應(yīng)力相等，于是得剪切面上的名義切應(yīng)力為：——剪切強(qiáng)度條件剪切面為圓形時(shí)，其剪切面積為：對于平鍵，其剪切面積為：剪切11FF擠壓面FF壓潰(塑性變形)擠壓計(jì)算對聯(lián)接件與被聯(lián)接件都需進(jìn)行擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切12擠壓強(qiáng)度條件：

擠壓許用應(yīng)力：由模擬實(shí)驗(yàn)測定

①擠壓面為平面，計(jì)算擠壓面就是該面②擠壓面為弧面，取受力面對半徑的投影面擠壓應(yīng)力tdFbs擠壓力計(jì)算擠壓面Abs=td剪切13應(yīng)用剪切14PP例1

木榫接頭如圖所示，a=b

=12cm，h=35cm，c=4.5cm,

P=40KN，試求接頭的剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力。解：

：受力分析如圖∶

：剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力剪切面和剪力為∶擠壓面和擠壓力為：剪切PPPPbach15mdP解：

鍵的受力分析如圖例2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，鍵的許用剪應(yīng)力為[

]=60M

Pa，許用擠壓應(yīng)力為[

jy]=100MPa，試校核鍵的強(qiáng)度。

剪切mbhL16綜上，鍵滿足強(qiáng)度要求。

剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的強(qiáng)度校核剪切mdPbhL17解：

鍵的受力分析如圖例3齒輪與軸由平鍵（b=16mm，h=10mm，）連接，它傳遞的扭矩m=1600Nm，軸的直徑d=50mm，鍵的許用剪應(yīng)力為[

]=80MPa，許用擠壓應(yīng)力為[

jy]=240MPa，試設(shè)計(jì)鍵的長度。

剪切mmdPbhL18剪切mdPbhL

剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的強(qiáng)度條件

綜上19解：

受力分析如圖例4一鉚接頭如圖所示，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[

jy]=320MPa，試校核鉚接頭的強(qiáng)度。（假定每個(gè)鉚釘受力相等。）

剪切bPPttdPPP112233P/420

鋼板的2--2和3--3面為危險(xiǎn)面

剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的強(qiáng)度條件綜上，接頭安全。剪切ttdPPP112233P/421例5如圖所示沖床，F(xiàn)max=400kN，沖頭[σ]＝400MPa，沖剪鋼板τu=360MPa，設(shè)計(jì)沖頭的最小直徑值及鋼板厚度最大值。解(1)按沖頭的壓縮強(qiáng)度計(jì)算d(2)按鋼板剪切強(qiáng)度計(jì)算

t剪切22例6圖示裝置常用來確定膠接處的抗剪強(qiáng)度，如已知破壞時(shí)的荷載為10kN，試求膠接處的極限剪（切）應(yīng)力。③①②膠縫30mm10mmF①FSFSF解：剪切23例7如圖螺釘，已知：[

]=0.6[

]，求其d:h的合理比解:hFd當(dāng)s，t分別達(dá)到[t]，[s]時(shí)，材料的利用最合理剪切面dh剪切24h/2bldOFSnnFsFbsFMennOMe校核鍵的剪切強(qiáng)度：校核鍵的擠壓強(qiáng)度：例8圖示軸與齒輪的平鍵聯(lián)接。已知軸直徑d=70mm，鍵的尺寸為b×h×l=20×12×100mm，傳遞的力偶矩Me=2kN·m，鍵的許用應(yīng)力[t]=60MPa，[s]bs=100MPa。試校核鍵的強(qiáng)度。強(qiáng)度滿足要求剪切25例9電瓶車掛鉤由插銷聯(lián)接，如圖示。