工程力学第六章--剪切和挤压课件

,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,-,*,第六章 剪切和挤压,61 剪切和挤压的力学模型,62 抗剪和抗挤压强度条件及其应用,*知识拓展,-,第六章 剪切和挤压61 剪切和挤压的力学模型-,明确连接件的两种破坏形式：剪切破坏和挤压破坏，以及破坏的特点。,了解剪切和挤压实用计算只是一种假定计算。,能够较准确地区分剪切面和挤压面。,学会运用抗剪强度条件和抗挤压强度条件进行连接件的强度计算。,第六章 剪切和挤压,-,明确连接件的两种破坏形式：剪切破坏和挤压破坏，以及破坏的特点,一、剪切,螺栓连接,键连接,工程中常见的连接件中，哪个零件容易发生破坏，破坏的基本形式又是什么呢？,61,剪切和挤压的力学模型,-,一、剪切螺栓连接 键连接 工程中常见的连接件中,1剪切变形的基本概念,剪切变形,构件工作时，连接件的两侧面上受到一对大小相等、方向相反、作用线平行且相距很近的外力作用，这时两力作用线之间的截面发生相对错动变形。,剪切面,产生相对错动的截面。,61,剪切和挤压的力学模型,-,1剪切变形的基本概念 剪切变形构件工作,2剪切变形的特点,受力特点,：作用在构件两侧上的外力的合力大小相等，方向相反，作用线平行且相距很近。,变形特点,：介于两作用力之间的各截面，有沿作用力方向发生相对错动的趋势。,剪切变形的特点,61,剪切和挤压的力学模型,-,2剪切变形的特点 受力特点：作用在构件两侧上,3剪切的实用计算,剪力,平行于截面的内力，用,F,Q,表示。,切应力,平行于截面的应力，用符号,表示。,=,F,Q,/,A,A,剪切面面积,61,剪切和挤压的力学模型,-,3剪切的实用计算剪力平行于截面的内力，用FQ表示。,二、挤压,观察图中的螺栓连接，它在发生剪切变形的同时，还会发生什么变形？,61,剪切和挤压的力学模型,-,二、挤压 观察图中的螺栓连接，它在发生剪切变形,1挤压变形的基本概念,挤压变形,连接和被连接件接触面相互压紧的现象。,挤压面,连接件与被连接件相互接触并产生挤压的侧面。,挤压力,挤压面上的作用力，用,F,jy,表示。,挤压应力,挤压面上由挤压引起的应力，用,j,y,表示。,jy,=,F,jy,/,A,jy,挤压变形的定义,61 剪切和挤压的力学模型,-,1挤压变形的基本概念挤压变形连接和被连接件接触面相互压,2挤压面的计算,（1）剪切面与外力方向平行，作用在两连接件的错动处。,（2）挤压面与外力方向垂直，作用在连接件与被连接件接触处。,61 剪切和挤压的力学模型,-,2挤压面的计算 （1）剪切面与外力方向平行，作用在两,键连接,A,bl,A,jy,lh,/2,常用连接件的剪切面、挤压面的计算,61,剪切和挤压的力学模型,-,键连接 Abl Ajylh/2常用连接件的剪切面、挤,铆钉连接、销连接,61,剪切和挤压的力学模型,-,铆钉连接、销连接 61 剪切和挤压的力学模型-,冲压件,61,剪切和挤压的力学模型,-,冲压件 61 剪切和挤压的力学模型-,挤压和压缩是两个完全不同的概念，挤压变形发生在两构件相互接触的表面，而压缩则是发生在一个构件上。,你能说出挤压和压缩有何区别吗？试指出图中哪个物体应考虑压缩强度？哪个物体应考虑挤压强度？,61,剪切和挤压的力学模型,-,挤压和压缩是两个完全不同的概念，挤压变形发生,无毛刺冲孔的橡胶冲头,1铝制模板 2橡胶冲头 3待冲薄板 4钛板,61,剪切和挤压的力学模型,-,无毛刺冲孔的橡胶冲头 1铝制模板 2橡胶冲头 3待,一、抗剪和抗挤压强度条件,二、抗剪和抗挤压强度条件的应用,三、提高连接件强度的主要措施,62,剪切和抗挤压强度条件及其应用,-,一、抗剪和抗挤压强度条件62 剪切和抗挤压强度条件及其,塑性材料,=（0.60.8）,脆性材料,=（0.81.0）,一、抗剪和抗挤压强度条件,1剪切强度条件,=,F,Q,/,A,式中,为材料的许用切应力，单位为Pa或MPa。,62 剪切和抗挤压强度条件及其应用,-,塑性材料=（0.60.8）一、抗剪和抗挤压,塑性材料,jy,=（1.72.0）,脆性材料,jy,=（0.91.5）,2抗挤压强度条件,jy,=,F,jy,/,A,jy,jy,式中,jy,为材料的许用挤压应力，单位为Pa或MPa。,62 剪切和抗挤压强度条件及其应用,-,塑性材料jy=（1.72.0）2抗挤压强,剪断,挤压破坏,二、抗剪和抗挤压强度条件的应用,1连接件的失效形式,连接件失效形式,62 剪切和抗挤压强度条件及其应用,-,剪断二、抗剪和抗挤压强度条件的应用1连接件的失效形式连接,2强度条件的应用,（1）校核强度,（2）选择截面尺寸,（3）确定许可载荷,强度条件的应用,62 剪切和抗挤压强度条件及其应用,-,2强度条件的应用（1）校核强度强度条件的应用62 剪,（1）校核强度,在杆件的材料许用应力,、横截面面积,A,以及所受的载荷都己知的条件下，验算连接件的强度是否足够，即用强度条件判断连接件能否安全工作。,=,F,Q,/A,jy,F,jy,/,A,jy,jy,62 剪切和抗挤压强度条件及其应用,-,（1）校核强度 在杆件的材料许用应力、横,（2）选择截面尺寸,若已知杆件所受载荷和所用材料，根据强度条件，可以确定该杆所需横截面面积。,A,F,Q,/,A,jy,F,jy,/,jy,62 剪切和抗挤压强度条件及其应用,-,（2）选择截面尺寸 若已知杆件所受载荷和所用材,（3）确定许可载荷,已知杆件尺寸（即横截面面积,A,）和材料的许用应力,，根据强度条件，可以确定该杆件所能承受的载荷。,F,Q,A,F,jy,A,jy,jy,62 剪切和抗挤压强度条件及其应用,-,（3）确定许可载荷 已知杆件尺寸（即横截面面积,解题前须知：,（1）连接件的失效形式包括剪断和挤压破坏。在进行强度计算时，应同时考虑剪切强度与抗挤压强度。,（2）在进行三类强度计算前，应先确定计算类别，再根据强度条件进行计算。特别应注意剪切面与挤压面的计算，在确定剪切面时，连接件存在有两个剪切面的情形称为,双剪切,。每个剪切面上的有效载荷仅为原载荷的1/2。,62,剪切和抗挤压强度条件及其应用,-,解题前须知：（1）连接件的失效形式包括剪断,【例61】,钢板插销连接结构，插销材料为20钢，,30 MPa，直径,d,20 mm，挂钩厚度,t,8 mm，被连接的板件厚度为1.5,t,，即12mm。牵引力,F,15 kN，试校核插销的抗剪强度。,62,剪切和抗挤压强度条件及其应用,F,F,解题过程,-,【例61】钢板插销连接结构，插销材料为20钢，,【例62】,冲床，,F,max,=400 kN，冲头,=400 MPa，冲剪钢板的抗剪强度极限,b,=360 MPa，计算冲头的最小直径,d,及钢板厚度最大值,t,。,解题过程,62,剪切和挤压的强度条件及其应用,-,【例62】冲床，Fmax=400 kN，冲头,三、提高连接件强度的主要措施,1增加连接件数量，加大承载面积,增加挤压面面积,增加连接件数量,62,剪切和抗挤压强度条件及其应用,-,三、提高连接件强度的主要措施1增加连接件数量，加大承载面积,2增加连接件剪切面数量，加大承载面积,一个剪切面,增加剪切面,62 剪切和抗挤压强度条件及其应用,-,2增加连接件剪切面数量，加大承载面积一个剪切面 增加剪切,一、切应变,知识拓展,二、剪切胡克定律,切应变与线应变,-,一、切应变知识拓展 二、剪切胡克定律切应变与线应变-,