轴剪切应力实用计算

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,*,轴剪切应力的实用计算,材料力学 Mechanics of Materials,第一节,剪切概念及其实用计算,材料力学 Mechanics of Materials,F,1,2,B,A,C,连接件,：铆钉、销钉、螺栓、键等。,连接件受力以后产生的变形,主要,是,剪切变形,。,第一节,剪切概念及其实用计算,材料力学 Mechanics of Materials,F,*,受力特征：,杆件受到两个大小相等，方,向相反、作用线垂直于杆的,轴线并且相互平行且相距很,近的力的作用。,*,变形特征：,杆件沿两力之间的截面发生错动，直至破坏（小矩形 ）。,剪切面,剪切面：,发生错动的面。,单剪：,有一个剪切面的杆件，如铆钉。,第一节,剪切概念及其实用计算,材料力学 Mechanics of Materials,一个剪切面,单剪,第一节,剪切概念及其实用计算,材料力学 Mechanics of Materials,双剪：,有两个剪切面的杆件，如螺栓,。,F/2,F/2,F,第一节,剪切概念及其实用计算,材料力学 Mechanics of Materials,求剪应力,：,*,实用计算方法,：根据构件破坏的可能性，以直接试,验为基础，以较为近似的名义剪应力公式进行构件,的强度计算。,名义剪应力（平均,剪应力,）,：假设,剪应力在整个剪切面上均匀分布。剪切面上各点的剪应力相等。,第一节,剪切概念及其实用计算,材料力学 Mechanics of Materials,剪切强度条件：,名义许用剪应力,3,、选择截面尺寸。,2,、确定最大许可载荷，,1,、强度校核,可解决三类问题：,在假定的前提下进行,实物或模型实验，确,定许用应力。,第一节,剪切概念及其实用计算,材料力学 Mechanics of Materials,F,d,t,冲头,钢板,冲模,例题,图示冲床的最大冲压力为,400KN,，,被冲剪钢板的剪切许用应力为,试求此冲床所能冲剪钢板的最大厚度,t,。,已知,d=34mm,。,第一节,剪切概念及其实用计算,材料力学 Mechanics of Materials,F,F,F,解,：剪切面是钢板内被冲头冲出的圆柱体,的侧面：,t,冲孔所需要的冲剪力：,故,即,第一节,剪切概念及其实用计算,材料力学 Mechanics of Materials,例题,凸缘联轴节传递的力偶矩,M,e,200 N,m,，,凸缘之间用,4,只螺栓相联接，螺栓直径,d,10 mm,，,对称地分布在,D=80 mm,的,圆周上，已知螺栓和轴的材料均为,35,号钢，其许用应力,=60MPa,试校核螺栓的剪切和强度。,T,T,凸缘,第二节,挤压概念及其实用计算,材料力学 Mechanics of Materials,挤压,：连接件和被连接件在接触面上相互压紧的现象。,F,F/2,F/2,F/2,F/2,F,第二节,挤压概念及其实用计算,材料力学 Mechanics of Materials,挤压引起的可能的破坏：,在接触表面产生过大的塑性变形、,压碎或连接件（如销钉）被压扁。,*,挤压强度问题,（以销为例）,挤压力（中间部分）：,F/2,F/2,F,挤压面,：直径等于,d,，,高度为接,触高度的半圆柱表面。,挤压应力,：挤压面上分布的正应力。,第二节,挤压概念及其实用计算,材料力学 Mechanics of Materials,*,挤压,实用计算方法,：,假设挤压应力在整个挤压面上均匀分布。,挤压面面积的计算：,1,、平面接触（如平键）：,挤压面面积等于实际的承压面积。,F,F,b,h,l,h,平键高度,l,平键长度,第二节,挤压概念及其实用计算,材料力学 Mechanics of Materials,键,:,连接轴和轴上的传动件（如齿轮、皮带轮等）,使,轴和传动件不发生相对转动，以传递扭矩。,第二节,挤压概念及其实用计算,材料力学 Mechanics of Materials,2,、柱面接触（如铆钉）：,挤压面面积为实际的承压面积在其,直径平面上的投影。,d,铆钉或销钉直径，,接触柱面的长度,挤压强度条件：,第二节,挤压概念及其实用计算,材料力学 Mechanics of Materials,*,注意：,在应用挤压强度条件进行强度计算时，要注意连接件与被连接,件的材料是否相同，如不同，,应对挤压强度较低的材料进行计,算，相应的采用较低的许用挤压应力。,名义许用挤压应,力，由试验测定。,*,挤压强度条件：,第二节,挤压概念及其实用计算,材料力学 Mechanics of Materials,例题,3-3,两矩形截面木杆，用两块钢板连接如图示。已知拉杆的,截面宽度,b=25cm,，,沿顺纹方向承受拉力,F=50KN,，,木材的顺纹许,用剪应力为,顺纹许用挤压应力为 。试,求接头处所需的尺寸,L,和, 。,F,F,L,L,b,第二节,挤压概念及其实用计算,材料力学 Mechanics of Materials,F,F/2,F/2,解,：剪切面如图所示。剪,切面面积为：,剪切面,由剪切强度条件：,由挤压强度条件：,第三节,纯剪切概念,材料力学 Mechanics of Materials,纯剪切,若单元体各个面上只承受剪应力而没有正应力。,单元体,是指围绕受力物体内一点截取一边长为无限小的,正立方体，以,表示几何上的一点,。,第三节,纯剪切概念,材料力学 Mechanics of Materials,T,T,纯剪切的变形规律与材料在剪切下的力学性质，通过,薄壁圆筒,的纯扭转,进行研究。,第三节,纯剪切概念,材料力学 Mechanics of Materials,A,B,C,D,A,B,C,D,（,1,）,横截面上存在剪应力,第三节,纯剪切概念,材料力学 Mechanics of Materials,（,2,）其他变形现象：圆周线之间的距离保持不变，仍为圆形，,绕轴线产生相对转动。,横截面上不存在正应力，且横截面上的剪应力的,方向是沿着圆周的切线方向，并设沿壁厚方向是,均匀分布的。,T,薄壁圆筒横截面,上的剪应力分布,第三节,纯剪切概念,材料力学 Mechanics of Materials,*,薄壁圆筒纵截面上的剪应力,d,x,d,y,d,z,剪应力互等定理：,二个相互垂直的,截面上，剪应力大小相等方向相反。,第三节,纯剪切概念,材料力学 Mechanics of Materials,*,剪切虎克定律,G,为剪切模量。对于各向同性材料来说，该模量与弹性模量、泊松比之间有如下关系式：,从上式可以看出，,对于各向同性材料来说，只有两个材料常数，其他材料常数均可以有这两个常数表示。,剪切模量单位与弹性模量单位相同，为,Pa,或者,MPa,。,第四节,纯剪切应变能,材料力学 Mechanics of Materials,d,x,d,y,d,z,*,剪切应变能,A,B,C,D,dx,dy,位移,外力,第四节,纯剪切应变能,材料力学 Mechanics of Materials,不计能量损耗，外力功转换为单元体内所积蓄的变形,能，即,因此单元体的,剪切应变能密度,为,第三章 结束谢 谢！,材料力学 Mechanics of Materials,