材料力學(xué)課件路橋第3章剪切

1、,第三章 剪切,材料力學(xué),剪切和擠壓的實用計算,第三章 剪切,剪切與擠壓強度計算,一、連接件的受力特點和變形特點：,1、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：可傳遞一般力，可拆卸。,剪切,鉚釘,特點：可傳遞一般力，不可拆卸。如橋梁桁架結(jié)點處于它連接。,無間隙,特點：傳遞扭矩。,2、受力特點和變形特點：,剪切,以鉚釘為例：,受力特點： 構(gòu)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。,變形特點： 構(gòu)件沿兩組平行力系的交界面發(fā)生相對錯動。,剪切,剪切面： 構(gòu)件將發(fā)生相互的錯動面，如n n

2、 。,剪切面上的內(nèi)力： 內(nèi)力 剪力Q，其作用線與剪切面平行。,剪切,3、連接處破壞三種形式： 剪切破壞 沿鉚釘?shù)募羟忻婕魯啵?沿nn面剪斷 。 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。,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。,剪切,二、剪切的實用計算,實用計算方法：根據(jù)構(gòu)件的破壞可能性，采用能反映受力基本特征，并簡化計算的假設(shè)，計算其名義應(yīng)力，然后根據(jù)直接試驗的結(jié)果，確定其相應(yīng)的許用應(yīng)力，以進行強度計算。 適用：構(gòu)件體積不大，真實應(yīng)力相當(dāng)復(fù)雜情況，如連接件等。 實用計算假設(shè)：假設(shè)剪應(yīng)力在整個剪切面上均勻分布，等于剪切面上的平均應(yīng)力。

3、,剪切,1、剪切面-A： 錯動面。 剪力-Q： 剪切面上的內(nèi)力。,2、名義剪應(yīng)力-：,3、剪切強度條件（準(zhǔn)則）：,工作應(yīng)力不得超過材料的許用應(yīng)力。,三、擠壓的實用計算,1、擠壓力Pjy ：接觸面上的合力。,剪切,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Pjy 。,假設(shè)：擠壓應(yīng)力在有效擠壓面上均勻分布。,2、擠壓面積：接觸面在垂直Pjy方向上的投影面的面積。,3、擠壓強度條件（準(zhǔn)則）： 工作擠壓應(yīng)力不得超過材料的許用擠壓應(yīng)力。,剪切,擠壓面積,四、應(yīng)用,剪切,例1 木榫接頭如圖所示，a = b =12 cm，h = 35 cm，c = 4.5 cm, P = 40 KN，試求

4、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,P,P,解：鍵的受力分析如圖,例2 齒輪與軸由平鍵（bhL = 20 12 100）連接，它傳遞的扭矩m=2 KNm，軸的直徑d=70 mm，鍵的許用剪應(yīng)力為 = 60 MPa，許用擠壓應(yīng)力為jy= 100 MPa，試校核鍵的強度。,剪切,綜上，鍵滿足強度要求。,剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的強度校核,剪切,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= 80 MPa ，許用擠壓應(yīng)力為 jy= 240 MPa，試設(shè)計鍵的長度L。,剪切,剪切,剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的強度條件,綜上,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 = 140 MPa ，許用擠壓應(yīng)力為jy= 320 MPa，試校核鉚接頭的強度。（假定每個鉚釘受力相等。）,剪切,鋼板的2-2和3-3面為危險面,剪應(yīng)