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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,*,山 东 农 业 大 学,机 电 学 院,机械电子工程 材料力学,材料力学,一、基本概念和实例,(Basic concepts and examples),1,、工程实例,(Engineering examples),(,1),螺栓连接,(Bolted connections),(2),铆钉连接,(,Riveted connections),F,F,螺栓,(bolt),F,F,铆钉,(rivet),F,F,铆钉,(rivet),第三章 剪切与挤压,m,轴,(shaft),键,(key),齿轮,(gear),(3),键,块联接,(Keyed connection),(4),销轴联接,(Pinned connection),F,F,A,B,t,d,t,1,t,1,n,n,（合力）,（合力）,F,F,2,、受力特点,(Character of external force),以铆钉为例,构件受两组大小相等、方向相反、作用线相互很近的平行力系作用,.,3,、变形特点,(Character of deformation),构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动,.,4,、连接处破坏三种形式,:,(Three types of failure in connections),(1),剪切破坏,沿铆钉的剪切面剪断,，如,沿,n,n,面剪断,.,(2),挤压破坏,铆钉与钢板在相互接触面,上因挤压而使溃压连接松动，,发生破坏,.,(3),拉伸,破坏,钢板在受铆钉孔削弱的截面处，应力增大，易在连接处拉断,.,F,n,n,F,S,剪切面,(shearing plane),n,n,（合力）,（合力）,F,F,m,m,F,剪切面,F,Q,二、剪切的应力分析,（,Analysis of shearing stress),1,、内力计算,(Calculation of internal force),F,Q,-,剪力,(shearing force),F,F,m,m,2,、切应力,（,Shearing stress,）,式中，,F,Q,-,剪力,(shearing force),A,-,剪切面的面积,(area in shear),3,、强度条件,（,Strength condition),为材料的许用切应力,(Allowable shearing stress of a material),(factor of safety),m,m,F,剪切面,F,F,m,m,n,-,安全系数,-,剪切极限,应力,(ultimate shearing stress),螺栓与钢板相互接触,的侧面上，发生的彼,此间的局部承压现象，,称为,挤压,(bearing).,三、挤压的应力分析,(Analysis of bearing stress),F,F,F,F,在接触面上的压力，,称为,挤压力,(bearing force),，,并记为,F,.,挤压面,剪切面,1,、挤压力,(Bearing force),F,=,F,Q,（,1,）螺栓压扁,（,2,）钢板在孔缘压成椭圆,2,、挤压破坏的两种形式,(Two types of bearing failure),F,F,3,、挤压应力,（,Bearing stress),F,bS,-,挤压力,(bearing force),A,bS,-,挤压面的面积,（,area in bearing),4,、强度条件,(Strength condition),bS,-,许用挤压应力,(allowable bearing stress).,挤压现象的实际受力如图 所示,.,当接触面为圆柱面时,挤压面积,A,bS,为实际接触面在直径平面,上的投影面积,d,h,实际接,触面,直径投影面,挤压面的面积计算,当接触面为平面时,A,bS,为实际接触面面积,.,四、强度条件的应用,(Application of strength conditions),(Check the intensity),1,、校核强度,(Determine the allowable dimension),2,、设计截面,(Determine the allowable load),3,、求许可载荷,4,、破坏条件,(,failure,condition),解：,(1),键的受力分析如图,例题,12,齿轮与轴由平键连接,已知轴的直径,d,=70mm,，,键的尺寸为,b,h,L,=20 12 100mm,，传递的扭转力偶矩,M,e,=2kN.m,，键的许用切应力为,=60MPa,，许用挤压应力为,bs,=100MPa.,试校核键的强度,.,b,h,l,M,e,d,F,M,e,h,综上,，,键满足强度要求,.,(2),校核剪切强度,(3),校核,挤压强度,M,e,d,F,b,h,l,A,例题,13,一销钉连接如图,所示，,已知外力,F,=18kN,被连接的构件,A,和,B,的厚度分别为,t,=8mm,和,t,1,=5mm,销钉直径,d,=15mm,销钉材料的许用,切,应力为,=60MPa,许用挤压应力为,bS,=200MPa.,试校核销钉的强度,.,t,1,F,F,A,t,t,1,B,d,t,1,F,F,A,t,t,1,B,d,解,:(1),销钉受力如图,b,所示,d,F,剪切面,挤压面,d,F,挤压面,F,F,S,F,S,(2),校核剪切强度,由截面法得两个面上的,剪力,剪切面积为,(3),挤压强度校核,这两部分的挤压力相等，故应取长度,为,t,的中间段进行挤压强度校核,.,故销钉是安全的,.,剪切面,D,d,h,F,(1),销钉的剪切面面积,A,(2),销钉的挤压面面积,A,bS,思考题,挤压面,D,d,h,F,挤压面,剪切面,h,d,例,14,冲床的最大冲压力,F,=400kN,，冲头材料的许用压应力,=440MPa,，钢板的,剪切强度极限,u,=360MPa,，试求,冲头能冲剪,的最小孔径,d,和最大的钢板厚度,.,冲头,d,钢板,冲模,F,F,解,(1),冲头为轴向压缩变形,d,=34mm,冲头,d,钢板,冲模,F,剪切面,F,F,解,(2),由钢板的剪切破坏条件,=10.4mm,冲头,d,钢板,冲模,F,剪切面,F,例题,15,一铆钉接头用四个铆钉连接两块钢板,.,钢板与铆钉材,料相同,.,铆钉直径,d,=16mm,，钢板的尺寸为,b,=100mm,，,t,=10mm,，,F,=90kN,，铆钉的许用应力是,=120MPa,，,bS,=120MPa,，,钢板的许用拉应力,=160MPa.,试校核铆钉,接头的强度,.,F,F,t,t,F,F,b,(1),校核铆钉的剪切强度,每个铆钉受力为,F,/4,每个铆钉受剪面上的剪力为,F,F,b,F,/4,F,/4,剪切面,(2),校核铆钉的挤压强度,每个铆钉受挤压力为,F,/4,F,/4,F,/4,剪切面,挤压面,(3),校核钢板的拉伸强度,F,F,/4,F,/4,F,/4,F,/4,+,F,3,F,/4,F,/4,整个接头是安全的,F,F,/4,F,/4,F,/4,F,/4,1,1,2,2,谢谢,
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