轴向拉伸与压缩5(剪切与挤压)

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,*,Mechanics of Materials,*,第二章,轴向拉伸与压缩,Monday,September 30,2024,Mechanics of Materials,第二章 轴向拉伸与压缩,2-13,挤压与剪切,本章 小结,9/30/2024,2,Mechanics of Materials,2-13,剪切及剪切的实用计算,一、剪切的实例,P,P,9/30/2024,3,Mechanics of Materials,(a),9/30/2024,4,Mechanics of Materials,二、剪切的概念,受力,特点：,作用在构件的两个侧面上且与构件的轴向垂直，大小相等，方向相反，作用线相距很近的平行力 作用。,变形特点：,构件沿某一截面发生相对的错动，此截面称为剪切面。,F,S,P,P,P,错动截面,三、剪切的实用计算,1,、剪切面,A,：,发生错动的面。,2,、剪力,F,S,：,横截面上的内力,-,截面法求之,剪切面,9/30/2024,5,Mechanics of Materials,3,、名义剪应力：,4,、剪切强度条件（准则）,：,2,）选择安全系数,n,4,）强度条件,3,）确定材料的许用应力,1,）由实验测得材料的,5,、三方面的设计,1,）剪切的强度校核；,2,）截面设计；,3,）确定许可载荷。,9/30/2024,6,Mechanics of Materials,例,1,：已知钢板厚度,t=10mm,其剪切极限应力,=300,MPa,若,用冲床将钢板冲出直径,d=25mm,的孔，问需要多大的冲,剪力,P,。,P,F,S,解：,1,、剪切面形状及位置,2,、截面法求内力,F,S,-P=0,3,、剪应力,4,、冲断钢板,P,9/30/2024,7,Mechanics of Materials,四、挤压及挤压的实用计算,1,、挤压,被挤压的面,上半,部分销钉,螺栓、销钉、键、铆钉等连接件，除受剪切外，在连接件和被连接件的接触面上，还有相互压紧的现象，这种现象称为挤压。,下,钢板,上,钢板,P,P,P,P,9/30/2024,8,Mechanics of Materials,3,、挤压应力：,挤压面上单位面积上承受的压力。,外力，是相互压紧的面上的相互作用力,.,挤压力：,垂直于外力,P,的面上的投影，是一个有效的面积。,挤压面：,假设挤压力在挤压面上均匀分布,挤压应力：,由此而计算的挤压应力与实际的应力有一定差距，但考虑其他因素的影响，足以满足工程精度要求。,误差：,被,挤压的面,挤压面有效面积,A,bs,9/30/2024,9,Mechanics of Materials,4,、挤压的强度条件,通常情况下,*,连接件的破坏形式：,1,）,沿错动面被剪断；,2,）,在接触面上被挤坏。,对于塑性材料：,对于脆性材料：,9/30/2024,10,Mechanics of Materials,例题,2,如图示。拖车挂钩靠销钉联接，已知挂钩部分的钢板,厚,t=8mm,，,销钉的材料为,20,号钢，其许用剪应力,=60MPa,，,许用挤压应力,bs,=100MPa,，,已知拖车,的拖力为,15KN,，,试设计销钉的直径。,d,P,P,t,2t,9/30/2024,11,Mechanics of Materials,1,1,2,2,F,S,F,S,F,S,P,P,P,P/2,P/2,解：,1,、剪切,1,）取销钉，受力如图,2,）截面法求内力,3,）剪应力假定计算,2,、挤压,上下部分，外力,P/2,9/30/2024,12,Mechanics of Materials,中间部分，外力,P,3,、结论,取,d=14mm,F,S,F,S,P,9/30/2024,13,Mechanics of Materials,例题,3,确定下列两图中构件的剪切面和挤压面,P,P,b,挤压面,挤压面,剪切面,D,d,h,P,剪切面,剪切面,9/30/2024,14,Mechanics of Materials,图1,图2,图3,例题,4,确定下列两图中构件的剪切面和挤压面,9/30/2024,15,Mechanics of Materials,P,挤压面,剪切面,9/30/2024,16,Mechanics of Materials,P,P/2,P/2,9/30/2024,17,Mechanics of Materials,本章,小结,内力与应力；变形与应变；弹性变形与塑性变形；正应力与剪应力；工作应力、极限应力与许用应力；静定与超静定问题；剪切与挤压。,1,、求内力的截面法；,2,、内力图的作法；,3,、解静不定问题的“三关系”法。,一、基本概念,二、基本方法,三、基本公式,条件：,1,）轴向拉压；,2,）圣维南原理。,1,、应力,2,、变形,9/30/2024,18,Mechanics of Materials,3,、强度条件,可作三,方面设计,4,、连接件的强度计算,四、分析思路,外力,内力,应力,变形,强度条件,轴向,横向,变形能,三,方面设计,五、材料的力学性能,1,、一些重要的性能指标,a,、,强度,b,、,塑性,c,、,弹性,2,、卸载定律与冷作硬化,3,、塑性材料与脆性材料的比较,-,强度，弹性，塑性等,4,、对,曲线作正确的分析,（超静定,问题）,9/30/2024,19,Mechanics of Materials,六、静不定问题的特点：,1,、未知量的数目大于独立的静力方程数；,2,、部分杆件有强度储备；,3,、各杆的内力分配与杆的刚度有关；,4,、产生温度应力与装配应力。,七、解静不定问题的步骤：,1,、根据约束性质，正确分析约束力，确定静不定次 数。,2,、列出全部独立的平衡方程。,3,、解除多余约束，使结构变为静定的，根据变形几何关系，列出变形谐调方程。,4,、将物理关系代入变形谐调方程，将其与平衡方程联立，求,出全部未知力。,9/30/2024,20,Mechanics of Materials,八、斜截面上的应力及所得到的结论,九、剪切与挤压,1,、分析计算剪切面与挤压面,剪切面,-,与外力平行；,挤压面,-,与外力垂直的有效面积。,2,、剪力与挤压力的确定,P-,外力，,F,S,-,内力，用截面法及静力方程求得,3,、,、,bs,实用计算,2,、最大应力出现的方向。,1,、同一点，不同的方位，应力不同；,9/30/2024,21,Mechanics of Materials,例题,1 ABCD,中哪些部分是轴向拉压？,(a),(b),q,q,A,B,C,D,2a,3a,A,B,C,D,P,P,9/30/2024,22,Mechanics of Materials,例题,2,实验结果如图所示，问哪一曲线所代表的材料强,度最大？刚度最大？塑性最好？,(2),(1),(3),9/30/2024,23,Mechanics of Materials,例题,3,判断下列问题静定与否？,P,P,P,1,5,6,2,4,3,9/30/2024,24,Mechanics of Materials,9/30/2024,25,Mechanics of Materials,9/30/2024,26,Mechanics of Materials,9/30/2024,27,Mechanics of Materials,9/30/2024,28,Mechanics of Materials,9/30/2024,29,Mechanics of Materials,9/30/2024,30,Mechanics of Materials,9/30/2024,31,Mechanics of Materials,9/30/2024,32,Mechanics of Materials,9/30/2024,33,Mechanics of Materials,9/30/2024,34,Mechanics of Materials,