材料力学剪切应力VIP免费

第二章第二章剪切§2－1连接件的剪切与挤压强度计算剪应力的产生§2－1连接件的剪切与挤压强度计算§2－1连接件的剪切与挤压强度计算一、连接件的受力特点和变形特点：1、连接件在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件。例如：螺栓、铆钉、键等。连接件虽小，却起着传递载荷的作用。特点：可传递一般力，可拆卸。PP螺栓PP铆钉特点：可传递一般力，不可拆卸。如桥梁桁架结点处用它连接。无间隙m轴键齿轮特点：传递扭矩。m2、受力特点和变形特点：nn（合力）（合力）PP以铆钉为例：①受力特点：构件受两组大小相等、方向相反、作用线相距很近（差一个几何平面）的平行力系作用。②变形特点：构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动。nn（合力）（合力）PP③剪切面：构件将发生相互的错动面，如n–n。④剪切面上的内力：内力—剪力Q，其作用线与剪切面平行。PnnQ剪切面nn（合力）（合力）PP3、连接处破坏的三种形式：①剪切破坏沿铆钉的剪切面剪断，如沿n–n面剪断。②挤压破坏铆钉与钢板在相互接触面上因挤压而使溃压连接松动，发生破坏。③拉伸破坏PnnQ剪切面钢板在受铆钉孔削弱的截面处，应力增大，易在连接处拉断。二、剪切的实用计算实用计算方法：根据构件的破坏可能性，采用能反映受力基本特征，并简化计算的假设，计算其名义应力，然后根据直接试验的结果，确定其相应的许用应力，以进行强度计算。适用：构件体积不大，真实应力相当复杂情况，如连接件等。实用计算假设：假设剪应力在整个剪切面上均匀分布，等于剪切面上的平均应力。1、剪切面--AQ：错动面。剪力--Q：剪切面上的内力。QAQ2、名义剪应力--：3、剪切强度条件（准则）：AQnjx:其中nn（合力）（合力）PPPnnQ剪切面工作应力不得超过材料的许用应力。三、挤压的实用计算1、挤压力―Pjy：接触面上的合力。挤压：构件局部面积的承压现象。挤压力：在接触面上的压力，记Pjy。假设：挤压应力在有效挤压面上均匀分布。2、挤压面积：接触面在垂直Pjy方向上的投影面的面积。jyjyjyjyAP3、挤压强度条件（准则）：工作挤压应力不得超过材料的许用挤压应力。挤压面积dtAjy][][1jyjy；、校核强度：][][2jyjyjyQPAQA；、设计尺寸：][][3jyjyjyQAPAQ；、设计外载：四、应用MPa952.0103512407bhPAQQMPa4.710125.4407cbPAPjyjyjy[例1]木榫接头如图所示，a=b=12cm，h=35cm，c=4.5cm,P=40KN，试求接头的剪应力和挤压应力。解：受力分析如图∶剪应力和挤压应力剪切面和剪力为∶挤压面和挤压力为：PPPPPPbachQAjyAhPQbhAQ;PPcbAjyjy;解：键的受力分析如图[例2]齿轮与轴由平键（b×h×L=20×12×100）连接，它传递的扭矩m=2KNm，轴的直径d=70mm，键的许用剪应力为[]=60MPa，许用挤压应力为[jy]=100MPa，试校核键的强度。kN5707.0222dmP2hmbhLmdP综上，键满足强度要求。MPa6.281002010573bLPAQQ剪应力和挤压应力的强度校核PPQjyjyjyjyjyhLPAPMPa3.956100105723bhLdmQ解：键的受力分析如图[例3]齿轮与轴由平键（b=16mm，h=10mm，）连接，它传递的扭矩m=1600Nm，轴的直径d=50mm，键的许用剪应力为[]=80MPa，许用挤压应力为[jy]=240MPa，试设计键的长度。kN6405.0160022dmPQPjybhLmdP2hmmbhL剪应力和挤压应力的强度条件mm50)m(10801664][][31bQLLbQmm3.53)m(1024010642][2][][232jyjyjyjyhPLLhP综上mm3.53,max21LLLdmQ解：受力分析如图[例4]一铆接头如图所示，受力P=110kN，已知钢板厚度为t=1cm，宽度b=8.5cm，许用应力为[]=160MPa；铆钉的直径d=1.6cm，许用剪应力为[]=140MPa，许用挤压应力为[jy]=320MPa，试校核铆接头的强度。（假定每个铆钉受力相等。）4PPQjybPPttdPPP112233P/4钢板的2--2和3--3面为危险面剪应力和挤压应力的强度条件MPa8.136106.114.3110722dPAQQMPa7.15510)6....