工程力学_剪切和挤压专题

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

bs
Fb Ab
50 103 40 100
12.5
MPa
例8-20 图示接头,承受轴向载荷F作用,试校核接头的强度。
已知:载荷F=80kN,板宽b=80mm,板厚δ=10mm,铆钉直
径d=16mm,许用应力[σ]=160MPa,许用切应力[τ] =120MPa
,许用挤压应力[σbs] =340MPa。板件与铆钉的材料相等。
1
主要内容 §1 剪切和挤压的力学模型 §2 抗剪和抗挤压强度条件及其应用
❖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。
❖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。
§1 剪切和挤压的力学模型 一、剪切
哪个零件容易发生破坏,破坏的基本形式 又是什么呢?
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
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
例8-18 图示木榫接头,F=50 kN,试求接头的剪切与挤压应力。
40 100
F
F
100 100
100
F
F
解:(1) 剪切实用计算公式
FQ 50103 5 MPa
As 100100 (2) 挤压实用计算公式
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。
3.应遵循以下的解题步骤:首先用截面法求内力,再用强度 条件进行相关计算。
三、提高连接件强度的主要措施
FN F
3F/4
F/4
(+)
x
3F
校核1-1截面的拉伸强度
1
FN 1 A1
4
(b 2d )
125 MPa
160 MPa
校核2-2截面的拉伸强度
1
FN 1 A1
(b
F
d )
125 MPa
160 MPa
所以,接头的强度足够。
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Fjy表示。
挤压应力——挤压面上由挤压引起的应力,用σjy( σbs, bearing stress )表示。
σjy = Fjy/Ajy
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。
§2剪切和挤压的强度条件及其应用 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
一、抗剪和抗挤压强度条件
1.剪切强度条件 τ= FQ/A ≤[τ]
式中[τ]为材料的许用切应力,单位为Pa或MPa。
➢ 塑性材料[τ]=(0.6~0.8)[σ] ➢ 脆性材料[τ]=(0.8~1.0)[σ]
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。
3.剪切的实用计算
剪力——平行于截面的内力,用FQ表示。
切应力——平行于截面的应力,用符号τ表示。
τ =FQ/A
A——剪切面面积
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?
螺栓连接
1.挤压变形的定义及基本计算
A≥ FQ/[τ] Ajy≥ Fjy/[σjy]
(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[τ],根据强度条件,可以确定该杆 件所能承受的载荷。
FQ≤A[τ] Fjy≤Ajy[σjy]
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
b
F
F
δ δ
F
F
d
解:(1) 校核铆钉的剪切强度
FQ AS
1F 4
1d2
99.5
MPa 120
MPa
4
(2) 校核铆钉的挤压强度
bs
Fb Ab
1F 4
d
125
MPa bs 340
MPa
(3) 考虑板件的拉伸强度
对板件受力分析,画板件的轴力图
12
F/4
F/4
F/4 b
F/4
F
12
A 1 D2
4 A dt
jy
冲压件
A dl A 1 d2
4 jy
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。
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?
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
(1)校核强度 (2)选择截面尺寸 (3)确定许可载荷
(1)校核强度
在杆件的材料许用应力[τ]、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。
τ= FQ/A ≤[τ] σjy=Fjy/Ajy≤[σjy]
(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 。
2.抗挤压许用挤压应力,单位为Pa或MPa。
➢ 塑性材料[σjy]=(1.7~2.0)[σ] ➢ 脆性材料[σjy]=(0.9~1.5)[σ]
二、剪切和挤压强度条件的应用
1.连接件失效形式
剪断 挤压破坏
2.强度条件的应用
常用连接件的剪切面、挤压面的计算 键连接
当接触面为平面时,如键联接,其接触面面积即为挤压面 面积
A=bl
Ajy=lh/2
铆钉连接、销连接
当接触面为近似半圆柱侧面时(例如螺栓、销钉等联接), 以圆柱面的正投影作为挤压面积。当接触面为近似半圆柱侧 面时,圆柱形接触面中点的挤压应力最大。若以圆柱面的正 投影作为挤压面积,计算而得的挤压应力,与接触面上的实 际最大应力大致相等。
螺栓连接
键连接
1.剪切变形的定义
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。
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。
相关文档
最新文档