剪切和挤压的实用计算.ppt

1 2 9剪切和挤压的实用计算 在被联接构件 ConnectiveComponents 之间 常用铆钉作为联接件 Connector 2 简单典型 1个螺栓 2个被联接的构件 先研究螺栓的受力情况 3 螺栓受力特点 1 横截面mn pq上有作用力V 象剪刀一样 试图把螺栓从该截面处剪开称V为剪力 Shearforce 引起切应力 Shearstress 2 杆段 受到被联接构件的挤压 Bearing 引起挤压应力 Bearingstress 4 基于螺栓的受力分析 容易预测出螺栓可能的失效形式 1 在截面mn pq处被剪断 2 受挤压部分的半圆被 挤扁 近似半椭圆 照片中的螺栓产生了塑性变形 验证了情况 2 还应当研究被联接构件的受力特点 5 被联接构件受力特点 1 没有受剪力作用2 同螺栓杆段 对应半圆孔受到螺栓挤压 有可能导致变形过大而失效 变成近似椭圆孔 3 螺栓挤压 有可能把被联接构件端部豁开 一般将端部设计得充分长 抵御豁开力 因而对此不计算 6 为保证设计的安全 必须对联接件 被联接构件进行强度计算 联接件 切应力 挤压应力被联接构件 挤压应力切应力 挤压应力的分布函数很复杂 需用有限元等数值方法计算 如挤压应力属于接触问题 为了方便工程 提出实用计算 假定应力均匀分布 得到名义应力 或平均切应力剪切实用计算的步骤1 算出剪力 根据静力平衡 2 计算名义切应力 或平均切应力 3 强度校核 一 剪切的实用计算 7 剪切强度计算1 剪力 2 名义切应力假定切应力均匀分布 剪力V引起的切应力为 m 平均 mean 的英文缩写 8 为许用切应力 3 强度校核若 说明设计满足强度要求否则 需重新设计 如加大螺栓直径等 9 如何确定许用切应力 对材料做剪切试验 可测得剪断时的切应力值 则该材料的许用切应力为 剪切安全因数 试验结论塑性 脆性 10 算例 11 1 静力平衡得到剪力V P2 螺栓截面mn上平均切应力或名义切应力 3 强度校核 12 在联接件中通常同时出现 挤压应力和切应力挤压应力 二 挤压的实用计算 挤压应力计算面积 实际挤压面在垂直挤压力方向上的投影 bs bearingstress 13 注意 实际挤压面是半圆柱切应力 1 计算面积是剪力的真实作用区2 名义切应力是真实的平均切应力挤压应力 1 计算面积不一定是挤压力真实作用区2 名义挤压应力不一定是平均挤压应力 14 综上所述 挤压应力公式属于真正的假定计算许用挤压应力也是靠破坏试验确定试验结果 联接件中通常同时出现 挤压应力 切应力被联接构件通常只出现 挤压应力 15 例题 16 外载集度p 2MPa 角钢厚t 12mm 长L 150mm 宽b 60mm 螺栓直径d 15mm 求螺栓名义切应力和螺栓与角钢间的名义挤压应力 忽略角钢与工字钢之间的摩擦力 解 1 角钢承受的总载荷 2 每个螺栓的剪力 17 3 螺栓所受的名义切应力 4 单个螺栓与角钢间的挤压力 18 5 螺栓与角钢间的名义挤压应力