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文檔簡介
第二章剪切材料力學1第二章剪切
§2-1工程實際中的剪切問題§2-2剪切的實用計算21、連接件剪切在構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:可傳遞一般力,可拆卸。PP螺栓§2–1工程實際中的剪切問題3剪切4PP剪切鉚釘特點:可傳遞一般力,不可拆卸。如橋梁桁架結點處于它連接。無間隙m軸鍵齒輪特點:傳遞扭矩。52、受力特點和變形特點:剪切nn(合力)(合力)PP以鉚釘為例:①受力特點:構件受兩組大小相等、方向相反、作用線相互很近(差一個幾何平面)的平行力系作用。②變形特點:構件沿兩組平行力系的交界面發(fā)生相對錯動。6剪切nn(合力)(合力)PP③剪切面:構件將發(fā)生相互的錯動面,如n–n
。④剪切面上的內力:
內力—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剪切破壞沿鉚釘的剪切面剪斷,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,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,應力增大,易在連接處拉斷。8工程實用計算方法1、假設2、計算名義應力3、確定許用應力①按照破壞可能性②反映受力基本特征③簡化計算直接試驗結果FF剪切§2-2剪切與擠壓的實用計算91、受力特征:2、變形特征:剪切的實用計算上刀刃下刀刃nnFFFFS剪切面剪切10剪切實用計算中,假定剪切面上各點處的切應力相等,于是得剪切面上的名義切應力為:——剪切強度條件剪切面為圓形時,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)擠壓計算對聯(lián)接件與被聯(lián)接件都需進行擠壓的實用計算剪切12擠壓強度條件:
擠壓許用應力:由模擬實驗測定
①擠壓面為平面,計算擠壓面就是該面②擠壓面為弧面,取受力面對半徑的投影面擠壓應力tdFbs擠壓力計算擠壓面Abs=td剪切13應用剪切14PP例1
木榫接頭如圖所示,a=b
=12cm,h=35cm,c=4.5cm,
P=40KN,試求接頭的剪應力和擠壓應力。解:
:受力分析如圖∶
:剪應力和擠壓應力剪切面和剪力為∶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,鍵的許用剪應力為[
]=60M
Pa,許用擠壓應力為[
jy]=100MPa,試校核鍵的強度。
剪切mbhL16綜上,鍵滿足強度要求。
剪應力和擠壓應力的強度校核剪切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,鍵的許用剪應力為[
]=80MPa,許用擠壓應力為[
jy]=240MPa,試設計鍵的長度。
剪切mmdPbhL18剪切mdPbhL
剪應力和擠壓應力的強度條件
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,許用應力為[
]=160MPa;鉚釘的直徑d=1.6cm,許用剪應力為[
]=140MPa,許用擠壓應力為[
jy]=320MPa,試校核鉚接頭的強度。(假定每個鉚釘受力相等。)
剪切bPPttdPPP112233P/420
鋼板的2--2和3--3面為危險面
剪應力和擠壓應力的強度條件綜上,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,設計沖頭的最小直徑值及鋼板厚度最大值。解(1)按沖頭的壓縮強度計算d(2)按鋼板剪切強度計算
t剪切22例6圖示裝置常用來確定膠接處的抗剪強度,如已知破壞時的荷載為10kN,試求膠接處的極限剪(切)應力。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s,t分別達到[t],[s]時,材料的利用最合理剪切面dh剪切24h/2bldOFSnnFsFbsFMennOMe校核鍵的剪切強度:校核鍵的擠壓強度: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,鍵的許用應力[t]=60MPa,[s]bs=100MPa。試校核鍵的強度。強度滿足要求剪切25例9電瓶車掛鉤由插銷聯(lián)接,如圖示。
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