剪切应力(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章 剪切,1,31 剪切的概念及工程实例,（a）,a b,a b,F,F,（b）,a,a,F,F,b,b,m,m,当杆件受到一对垂直于杆轴、大小相等、方向相反、作用线相距很近的力,F,作用时，力,F,作用线之间的各横截面都将发生相对错动，即剪切变形。,2,M,e,轮,轴,键,（c）,（d）,（b）,图32,（a）,焊缝,销钉,铆钉,3,连接的破坏有下列三种形式：,（1）铆钉沿其剪切面被剪断；,（2）铆钉与钢板之间的挤压破坏；,（3）钢板沿被削弱了的横截面被拉断。,4,32 剪切的实用计算,剪力,-,作用在剪切面上平行于截面的内力,F,S,称为剪力，与,F,大小相等，方向相反。,(c),铆钉,（a）,m-m 剪切面,(b),（a）,F,F,s,m m,F,（b）,剪切面面积,-,m-m,截面称为剪切面,其面积为,As.,5,计算切应力,平均切应力,(,假定剪切面上切应力是均匀分布的,),极限切应力,许用切应力,剪切强度条件,6,33 挤压的实用计算,挤压,-,连接件在发生剪切变形的同时，还伴随着局部受压现象，这种现象称之为挤压。,挤压力,-,作用在承压面上的压力称为挤压力。,挤压应力,-,在承压面上由于挤压作用而引起的应力称为挤压应力。,（a）,t,（b）,A,B,A,B,（c）,B,d,A计算挤压面,-,承压面在垂直于挤压力方向的平面上的投影。,7,计算挤压应力的计算式为,挤压强度条件为,其中,F,bs,为接触面上的挤压力；,A,bs,为计算挤压面的面积。,bs,为许用挤压应力。,8,铆钉连接的破坏有下列三种形式：,（1）铆钉沿其剪切面被剪断；,（2）铆钉与钢板之间的挤压破坏；,（3）钢板沿被削弱了的横截面被拉断。,图77,（a）,F,F,（b）,b,F,F,图76,（a）,F,F,（b）,b,F,F,9,1.铆钉的剪切实用计算,设铆钉个数为,n,，铆钉直径为,d,，接头所受的拉力为,F,，假定铆钉只受剪切作用，切应力沿剪切面均匀分布，并且每个铆钉所受的剪力相等，即所有铆钉平均分担接头所承受的拉力,F,。,每个铆钉剪切面上的剪力为,剪切强度条件为,对于搭接方式，每个铆钉只有一个剪切面,.,图76,（a）,F,F,（b）,b,F,F,10,1.铆钉的剪切实用计算,每个铆钉每个剪切面上的剪力为,剪切强度条件为,对于对接方式，每个铆钉有两个剪切面,.,图77,（a）,F,F,（b）,b,F,F,11,2.铆钉与钢板孔壁之间的挤压实用计算,对于搭接构件，挤压强度条件为,对于对接构件，分别校核中间钢板及上下钢板与铆钉之间的挤压强度。,12,3.钢板的抗拉强度校核,由于铆钉孔的存在，钢板在开孔处的横截面面积有所减小，必须对钢板被削弱的截面进行强度校核。,例题71,图示两块钢板搭接连接而成的铆接接头。钢板宽度b=200mm，厚度t=8mm。设接头拉力F=200kN，铆钉直径20mm，许用切应力,=160MPa，钢板许用拉应力=170MPa，挤压许用应力,bs,=340MPa。试校核此接头的强度。,13,解：,为保证接头强度，需作出三方面的校核。,(1)铆钉的剪切强度校核,n,m,m,n,（a）,F,F,（b）,b,F,F,例题71图,（d）,3,F/,4,F,F/,4,（c）,F/,4,F/,4,F,F/,4,F/,4,满足剪切强度条件。,14,(2),铆钉的挤压强度校核,上、下侧钢板与每个铆钉之间的挤压力均为,F,bs,F,/4，由于上、下侧钢板厚度相同，所以只校核下侧钢板与每个铆钉之间的挤压强度，根据挤压强度条件式74得,15,(3),钢板的抗拉强度校核,由于上、下侧钢板厚度相同，故验算下侧钢块即可，画出它的受力图及轴力图,(,图,c,，,d),。,对于截面,m,m,：,满足抗拉强度条件。,n,m,m,n,（a）,F,F,（b）,b,F,F,例题71图,（d）,3,F/,4,F,F/,4,（c）,F/,4,F/,4,F,F/,4,F/,4,16,对于截面,m,m,：,满足抗拉强度条件。,综上所述，该接头是安全的。,17,例题72,图示为受拉力,F,=150kN作用的对接接头，其中主板宽度,b,=170mm、厚度,t,1=10mm，上下盖板的厚度,t,2=6mm。已知材料的许用拉应力为,=160MPa，许用切应力为,=100MPa，许用挤压应力为,bs,=300MPa，试确定铆钉的直径。,解,：对接口一侧有3个铆钉，则每个铆钉受力如图78所示。,(1),由剪切强度条件,得,18,（b）,b,F,F,n,(c),例题72图,n,m,m,F,/3,F,/3,F,/3,F,2,F/,3,F,（a）,F,F,t,2,t,2,t,1,19,(2),校核挤压强度,选择铆钉的直径为18,mm,。,(3),钢板的抗拉强度校核,两块盖板的厚度之和大于主板的厚度，故只要校核主板的抗拉强度即可，主板的受力和轴力图如图,c,。,对于截面,m,m,：,20,对于截面,n,n,：,（b）,b,F,F,n,(c),例题72图,n,m,m,F,/3,F,/3,F,/3,F,2,F/,3,F,（a）,F,F,t,2,t,2,t,1,钢板满足抗拉强度条件。,最终选择铆钉直径为18mm。,21,22,