1、联系 QQ1165557537第三节 剪切剪切的实用计算(一)剪切的概念力学模型如图 531 所示。受力特征 构件上受到一对大小相等、方向相反,作用线相距很近且与构件轴线垂直的力作用。变形特征 构件沿两力的分界面有发生相对错动的趋势。剪切面 构件将发生相对错动的面。剪力 V 剪切面上的内力。其作用线与剪切面平行。(二)剪切实用计算名义剪应力 假定剪应力沿剪切面是均匀分布的。若 Av 为剪切面面积,V 为剪力,则许用剪应力 按实际构件的受力方式,用试验的方法求得名义剪切极限应力 o,再除以安全系数 n。剪切强度条件 剪切面上的工作剪应力不得超过材料的许用剪应力挤压的实用计算(一)挤压的概念挤压
2、两构件相互接触的局部承压作用。挤压面 两构件间相互接触的面。挤压力 Pbs 承压接触面上的总压力。(二)挤压实用计算名义挤压应力 假设挤压力在名义挤压面上均匀分布。式中 Abs 为名义挤压面面积。当挤压面为平面时,则名义挤压面面积等于实际的承压接触面面积;当挤压面为曲面时,则名义挤压面面积取为实际承压接触面在垂直挤压力方向的投影面积。许用挤压应力 根据直接试验结果,按照名义挤压应力公式计算名义极限挤压应力,再除以安全系数。挤压强度条件 挤压面上的工作挤压应力不得超过材料的许用挤压应力剪应力互等定理 剪切虎克定律(一)纯剪切若单元体各个侧面上只有剪应力而无正应力称为纯剪切。纯剪切引起剪应变 ,即
3、相互垂直的两线段间角度的改变。如图 532 所示。剪应变 在剪应力作用下,单元体两相互垂直边间直角的改变量。单位为 rad,无量纲。在材料力学中规定以单元体左下直角增大时, 为正,反之为负。(二)剪应力互等定理在互相垂直的两个平面上,垂直于两平面交线的剪应力,总是大小相等,且共同指向或背离这一交线(图 532)。即=- (三)剪切虎克定律当剪应力不超过材料的剪切比例极限时,剪应力 与剪应变 成正比,即=G式中 G 称为材料的剪变模量。对各向同性材料,E、G、 间只有二个独立常数例 531 某接头部分的销钉如图 533 所示。试计算销钉的剪应力 和挤压应力 bs。解 首先分析销钉的剪切面和挤压面
4、面积,由图可见,销钉所受轴向拉力 P 将在钉头内形成一个高度为 h=12mm,直径为 d=32mm 的圆柱形剪切面和一个外直径为 D=45mm,内直径为 d0=34mm 的环形挤压面。于是得由平衡条件得V=P=100kNP=Pbs=100kN所以,剪应力挤压应力例 532 图 534 所示接头是由中间钢板( 主板)通过上下两块钢盖板对接而成。铆钉与钢板材料相同, =130MPa, bs=300MPa,=170MPa;铆钉直径 d=20nm,主板厚度 t1=10mm,盖板厚t2=6mm,主、盖板的宽度 b=200mm。若 P=200kN。试校核该接头的强度。解 1校核铆钉的剪切强度P 力由主板传
5、给铆钉,再由铆钉传给盖板。当铆钉直径相同,且外力作用线通过铆钉群截面的形心时,假设各铆钉的受力相同。因此左侧铆钉的受力图如图(b)所示。铆钉有两个剪切面。由平衡条件可得,受剪面上的剪力V=P/2n=P/25=P/10剪切面面积Av=d 2/4故2校核铆钉的挤压强度主板厚度小于两块盖板厚度之和,故应校核铆钉与主板之间的挤压强度,即3校核主钢板的抗拉强度画出左边主板的受力图和轴力图如图(c) 所示。校核 II、截面的抗拉强度。对 II 截面:对截面:4校核盖板的抗拉强度盖板受力图和轴力图如图(d)所示。由图可见截面处轴力最大而截面积最小,故截面为盖板的危险截面,应校核其抗拉强度,所以,接头强度足够。