剪切力的计算方法
剪切力的计算方法
第3章剪切和挤压的实用计算
3.1剪切的概念
在工程实际中,经常遇到剪切问题。剪切变形的主要受力特点是构件受到与其轴
线相垂直的大小相等、方向相反、作用线相距很近的一对外力的作用(图3-1a),构件
的变形主要表现为沿着与外力作用线平行的剪切面(m - n面)发生相对错动(图3-
1b)。
图3-1
工程中的一些联接件,如键、销钉、螺栓及铆钉等,都是主要承受剪切作用的构
件。构件剪切面上的内力可用截面法求得。将构件沿剪切面m-n假想地截开,保留一
部分考虑其平衡。例如,由左部分的平衡,可知剪切面上必有与外力平行且与横截面相切的内力F Q (图3-1C)的作用。F Q称为剪力,根据平衡方程',=0,可求得F Q二F。剪切破坏时,构件将沿剪切面(如图3-la所示的m-n面)被剪断。只有一个剪切面的情况,称为单剪切。图3-1a所示情况即为单剪切。
受剪构件除了承受剪切外,往往同时伴随着挤压、弯曲和拉伸等作用。在图3-1中没有完全给出构件所受的外力和剪切面上的全部内力,而只是给出了主要的受力和内力。实际受力和变形比较复杂,因而对这类构件的工作应力进行理论上的精确分析是困难的。工程中对这类构件的强度计算,一般采用在试验和经验基础上建立起来的比较简便的计算方法,称为剪切的实用计算或工程计算。
3.2剪切和挤压的强度计算3.2.1剪切强度计算
剪切试验试件的受力情况应模拟零件的实际工作情况进行。图
试验装置的简图,试件的受力情况如图 3-2b 所示,这是模拟某种销钉联接的工作情
形。当载荷F 增大至破坏载荷 F b 时,试件在剪切面 m - m 及n - n 处被剪断。这种具
材料剪切力计算
第一:剪切力=抗剪强度x剪切面积x料厚x1.3
第二:如果在剪板机上剪是另外一回事了,剪板机是有一个2——5度的斜度的,也就是部分吃力,分段工作的,所以不是总长度上受力。
Q235的抗拉强度是375-460Mpa
剪床剪切力=抗剪强度(0.8x抗拉强度)x料厚x料厚/2×tg(90-上刀片的斜角
F=KLDQb
F:冲裁力KG L:刀模周长MM D:工件厚度MM Qb:抗剪强度KGf/mm K:安全系数1.3
应该是1004.992KG
F=K(安全系数)*Qb(材料抗剪强度)*S(冲断口截面积)
剪切力计算
F(剪切力)=A(剪切面截面积)×τ(剪切应力)
A(剪切面积)=250mm(板材厚度)×1500mm(板材宽度)=375000mm2=0.375M2连铸钢板剪切应力=90MPa=9×107Pa
F=0.375M2×(9×107Pa)
=3.375×107N
=33750KN
=3375吨
剪切力的计算方法精编版
剪切力的计算方法精编版
首先,我们先来了解一下剪切力的概念和背景知识。剪切力是指物体在受到垂直于其截面的剪切应力时,所受到的力的大小。剪切应力是指物体内部由于受到力的作用而产生的应力,其沿截面施加的作用力垂直于截面。
1.应力-应变关系法
应力-应变关系法是计算剪切力最常用的方法之一、根据钢材等材料的线性弹性特性,剪切应力和应变之间存在线性关系,可以通过杨氏模量来计算剪切力。公式如下所示:
剪切力=剪切应力×截面积
其中,剪切应力可以通过应力-应变关系得出,应变根据物体的受力情况和形状可以进行计算。
2.扭矩法
扭矩法是一种通过扭转杆件来计算剪切力的方法。当杆件受到扭矩作用时,杆件会在截面上产生剪切应力,从而产生剪切力。根据弹性力学理论,扭矩和剪切力之间存在线性关系,公式如下所示:
剪切力=扭矩×距离/截面极性矩
其中,截面极性矩可以通过截面形状进行计算。
3.力矩法
力矩法是一种通过受力物体的力矩平衡条件来计算剪切力的方法。根
据力矩平衡定律,物体受到的剪切力和力矩之间存在平衡关系,公式如下
所示:
剪切力=ΣM/距离
其中,ΣM表示所有受力物体的力矩的代数和,距离表示力矩的作用
距离。
4.梁的转角法
梁的转角法是一种通过梁的转角来计算剪切力的方法。当梁受到外力
作用时,会产生转角,根据梁的弹性力学公式可以计算出剪切力。公式如
下所示:
剪切力=F×L/θ
其中,F表示梁所受外力的大小,L表示梁的长度,θ表示梁的转角。
这些方法可以根据具体情况和需求来选择使用。在进行剪切力的计算时,需要明确剪切应力、截面积、扭矩、距离、力矩和转角等参数的具体值,并进行合理的单位换算以确保计算结果的准确性。
剪切力的计算方法
第3章 剪切和挤压的实用计算
3.1 剪切的概念
在工程实际中,经常遇到剪切问题。剪切变形的主要受力特点是构件受到与其轴线相垂直的大小相等、方向相反、作用线相距很近的一对外力的作用(图3-1a),构件的变形主要表现为沿着与外力作用线平行的剪切面(n m -面)发生相对错动(图3-1b)。
图3-1
工程中的一些联接件,如键、销钉、螺栓及铆钉等,都是主要承受剪切作用的构件。构件剪切面上的内力可用截面法求得。将构件沿剪切面n m -假想地截开,保留一部分考虑其平衡。例如,由左部分的平衡,可知剪切面上必有与外力平行且与横截面
相切的内力Q F (图3-1c)的作用。Q F 称为剪力,根据平衡方程∑=0Y ,可求得F F Q =。
剪切破坏时,构件将沿剪切面(如图3-la 所示的n m -面)被剪断。只有一个剪切面的情况,称为单剪切。图3-1a 所示情况即为单剪切。
受剪构件除了承受剪切外,往往同时伴随着挤压、弯曲和拉伸等作用。在图3-1中没有完全给出构件所受的外力和剪切面上的全部内力,而只是给出了主要的受力和内力。实际受力和变形比较复杂,因而对这类构件的工作应力进行理论上的精确分析是困难的。工程中对这类构件的强度计算,一般采用在试验和经验基础上建立起来的比较简便的计算方法,称为剪切的实用计算或工程计算。
3.2 剪切和挤压的强度计算
3.2.1 剪切强度计算
剪切试验试件的受力情况应模拟零件的实际工作情况进行。图3-2a 为一种剪切试验装置的简图,试件的受力情况如图3-2b 所示,这是模拟某种销钉联接的工作情
剪切力的计算方法剪力强度公式
第3章剪切与挤压的实用计算
3、1剪切的概念
在工程实际中,经常遇到剪切问题。剪切变形的主要受力特点就是构件受到与其轴线相垂直的大小相等、方向相反、作用线相距很近的一对外力的作用(图3-la),构件的变形主要表现为沿着与外力作用线平行的剪切而(加-"面)发生相对错动(图3-lb)o
图3-1
工程中的一些联接件,如键、销钉、螺栓及钏钉等,都就是主要承受剪切作用的构件。构件剪切而上的内力可用截而法求得。将构件沿剪切而〃L”假想地截开,保留一部分考虑其平衡。例如,由左部分的平衡,可知剪切而上必有与外力平行且与横截而相切的内力匚(图3-lc)的作用° F Q称为剪力,根据平衡方程工丫= 0,可求得F Q=F°剪切破坏时,构件将沿剪切而(如图3-la所示的川-舁而)被剪断。只有一个剪切而的情况,称为单剪切。图3-"所示情况即为单剪切。
受剪构件除了承受剪切外,往往同时伴随着挤压、弯曲与拉伸等作用。在图3-1 中没有完全给出构件所受的外力与剪切而上的全部内力•而只就是给出了主要的受力与内力。实际受力与变形比较复杂,因而对这类构件的工作应力进行理论上的精确分析就是困难的。工程中对这类构件的强度计算,一般采用在试验与经验基础上建立起来的比较简便的计算方法,称为剪切的实用讣算或工程计算。
3、2剪切与挤压的强度计算
3、2、1剪切强度计算
剪切试验试件的受力情况应模拟零件的实际工作情况进行。图3-2a为一种剪切试验装巻的简图,试件的受力情况如图3-2b所示,这就是模拟某种销钉联接的工作情形。当载荷F增大至破坏载荷几时,试件在剪切面加-加及处被剪断。这种具有两个剪切面的情况,称为双剪切匚由图3-2c可求得剪切而上的剪力为
剪切力的计算方法剪力强度公式
第3章剪切与挤压的实用计算
3、1剪切的概念
在工程实际中,经常遇到剪切问题。剪切变形的主要受力特点就是构件受到与其轴线相垂直的大小相等、方向相反、作用线相距很近的一对外力的作用(图3-la),构件的变形主要表现为沿着与外力作用线平行的剪切而(加-"面)发生相对错动(图3-lb)o
图3-1
工程中的一些联接件,如键、销钉、螺栓及钏钉等,都就是主要承受剪切作用的构件。构件剪切而上的内力可用截而法求得。将构件沿剪切而〃L”假想地截开,保留一部分考虑其平衡。例如,由左部分的平衡,可知剪切而上必有与外力平行且与横截而相切的内力匚(图3-lc)的作用° F Q称为剪力,根据平衡方程工丫= 0,可求得F Q=F°剪切破坏时,构件将沿剪切而(如图3-la所示的川-舁而)被剪断。只有一个剪切而的情况,称为单剪切。图3-"所示情况即为单剪切。
受剪构件除了承受剪切外,往往同时伴随着挤压、弯曲与拉伸等作用。在图3-1 中没有完全给出构件所受的外力与剪切而上的全部内力•而只就是给出了主要的受力与内力。实际受力与变形比较复杂,因而对这类构件的工作应力进行理论上的精确分析就是困难的。工程中对这类构件的强度计算,一般采用在试验与经验基础上建立起来的比较简便的计算方法,称为剪切的实用讣算或工程计算。
3、2剪切与挤压的强度计算
3、2、1剪切强度计算
剪切试验试件的受力情况应模拟零件的实际工作情况进行。图3-2a为一种剪切试验装巻的简图,试件的受力情况如图3-2b所示,这就是模拟某种销钉联接的工作情形。当载荷F增大至破坏载荷几时,试件在剪切面加-加及处被剪断。这种具有两个剪切面的情况,称为双剪切匚由图3-2c可求得剪切而上的剪力为
剪切力的计算公式
剪切力的计算公式
剪切力是在固体力学中使用的一个重要概念,它是指单位面积上
作用的垂直于面的力与该面所承受的剪切应力的比值。在实际应用中,剪切力的计算需要了解剪切应力和力学模型的基础知识。
剪切力的计算公式是F=τA,其中,F表示剪切力,τ表示剪切应力,A表示所承受剪切应力的面积。该公式的实际应用中,需要考虑多种因素的影响,如剪切应力的方向、大小、面积的大小和形状等。
对于一个物体而言,当剪切应力作用于其表面时,会产生相应的
剪切力,从而导致物体在其表面产生形变。剪切力的大小和方向取决
于剪切应力的大小和方向,以及作用面积的大小和形状。在力学分析中,通常采用二维模型进行计算,以简化计算过程。
要计算剪切力的值,需要首先确定剪切应力的大小和方向。然后
根据作用面积的大小和形状,确定所承受剪切应力的面积。最后,根
据剪切力公式计算得到剪切力的值。
在工程中,剪切力的计算常常与材料的剪切强度有关。一般来说,当剪切力超过材料的剪切强度时,材料就会发生破坏。因此,在实际
应用中,需要根据材料的性质和使用环境的特点,合理地计算剪切力,以确保材料的安全运行。
总之,剪切力的计算对于实际工程应用具有重要意义,需要以理论和实践相结合的方式进行研究和应用。在进行计算时,需要考虑多种因素的影响,以确保计算结果的准确性和可靠性。
圆盘剪分条剪切力计算方法
s
D =
2R x
h 1
h h
2l 1
l x
l l
α
1
αx α2
αA ’
B
B ’C
E F G A C ’
G ’
E ’
F ’
X
Y
p 1
p 2
p 3
o 1
o 2 图1 圆盘剪剪切过程示意图
总剪切力的计算为: )
(3210p p p k p ++= (1)
式中:
0k ——考虑剪切磨钝后使用总剪切力增加的系数,.2
11.10~=k ;
1p ——剪切金属所需的剪切力/kN ; 2
p ——剪切过程中使贯穿裂纹连续扩展所需的作用力/kN ;
3
p ——弯曲切边所需的作用力/kN 。
1、1p 计算
当D 、h 、S 一定后,咬入角0a 为 )
1(c o s 1
0D
S h a +-
=- (2)
式中:
h
——被切板厚/mm ;
S ——剪刃重叠量/mm ; D ——圆盘剪直径/mm 。 与咬入角0a 相应的x
坐标为l
2
4
4
2
2
Sh h
S
Rh RS l -
-
-
+= (3)
在剪切区内,与任一坐标x
所对应的瞬时被剪件高度为x h
2
22
2
)
(22
x R l
R h h x ---+= (4)
式中:
R ——圆盘剪半径/mm 。
设金属开始断裂时的相对切入深度为1ε,剪切薄板时取5
1
25.1σε≈,5σ为被
剪板的延伸率。
开始断裂时被剪件瞬时高度为1h )
1(11ε-=h h (5)
与1h 所对应的x
坐标为1l
由式(4)
2
1
22
212
2
l R l
R h h ---+=
得:
2
1
2
2
1
2
1
2214⎥
⎦
⎤⎢⎣
⎡---=l R h h l l εε (6)
稳定的剪切面积0F
180
)
sin
(sin
)2
()()(1
1
1
22122
212
201
剪切力的计算方法
剪切力的计算方法
剪切力是物体在受到两个相互作用的力的情况下,使物体发生剪切变形的力。剪切力的计算方法取决于物体的几何形状和相互作用力的性质。本文将介绍一些常见的剪切力计算方法。
1. 直角剪切力(Shear force)
当物体受到垂直于其截面的力时,产生的剪切力称为直角剪切力。通常情况下,直角剪切力可以通过以下公式计算:
F=Q/A
其中,F为剪切力,Q为作用在物体上的拉力或推力的大小(单位为牛顿),A为物体的截面面积(单位为平方米)。
2. 斜向剪切力(Shear force)
当物体受到斜向作用力时,产生的剪切力称为斜向剪切力。通常情况下,斜向剪切力可以通过以下公式计算:
F=F1+F2
其中,F为剪切力,F1和F2分别为作用在物体上的两个力的大小。
3.构件(梁)上的剪切力计算
在构件或梁上,剪切力的计算通常依赖于结构力学的原理和公式。以下是一些常见的方法:
3.1剪力图法
剪力图法是一种常见的方法,用于计算梁上各点的剪切力。通过在梁
上绘制剪力图,可以确定不同截面位置上的剪切力大小。该方法通常结合
力的平衡条件和梁弯曲方程使用。
3.2截面法
截面法是一种常见的方法,用于确定不同截面位置上的剪切力大小。
通过分析截面的受力情况,可以得出不同截面位置上的剪切力大小。该方
法通常结合应力分布的假设和材料力学性质使用。
3.3超静定梁的剪切力算例
在超静定梁上,梁的支座和跨中通常没有直接的外力作用。在这种情
况下,可以使用弯矩分布法来计算剪切力。通过将弯矩分布转换为剪切力
分布,可以确定梁上不同截面位置上的剪切力。
综上所述,剪切力的计算方法取决于物体的几何形状和作用力的性质。在实际应用中,需要结合具体情况选择合适的计算方法。同时,结构力学
钢管剪切力计算公式
钢管剪切力计算公式
算剪切力要先计算剪切应力τ(就是单位面积上的剪切力τ= dF/dS),然后再看你要研究的部位的位置,再积分算剪切力。画出剪力图,即钢管各部位所受剪切力,该图可由钢管受力情况推导。然后在需要计算剪切应力的部位计算受力面积(垂直于剪切力方向),然后用剪切力除以受力面积。
剪切力:就是切应力,或称为剪切力,这里的y就是溶液的温度、浓度、溶剂的性质以及高聚物在溶液中的形速度梯度,或称为剪切率。
蠕动泵剪切力计算
蠕动泵剪切力计算
(原创实用版)
目录
1.蠕动泵的概念和结构
2.蠕动泵的工作原理
3.剪切力的计算方法
4.蠕动泵的特点和应用领域
5.蠕动泵的维护和注意事项
正文
一、蠕动泵的概念和结构
蠕动泵,又称软管泵,是一种容积泵。它主要由驱动器、泵头和软管三部分组成。蠕动泵通过滚轮压缩和释放软管,实现流体的输送。泵头里有一个软管和滚轮,滚轮是用来挤压和释放软管的。
二、蠕动泵的工作原理
蠕动泵的工作原理类似于人体的胃肠道消化过程,因此被称为蠕动泵。当滚轮挤压软管时,管内形成负压,流体被吸入软管;当滚轮离开软管时,管内负压消失,流体向前流动。通过对泵的弹性输送软管交替进行挤压和释放,从而实现流体的输送。
三、剪切力的计算方法
剪切力是指在剪切过程中作用于物体上的力。剪切力计算公式为:剪切力 = 剪切应力×剪切面积。其中,剪切应力是单位面积上的剪切力,剪切面积为物体在剪切方向上的面积。
四、蠕动泵的特点和应用领域
蠕动泵具有可防止回流和虹吸效应、精度高、能实现双向同等流量输
送等优点。其主要应用于实验室、制药和医疗等行业,以及泵送腐蚀性或粘性液体的化工行业。
五、蠕动泵的维护和注意事项
为了保证蠕动泵的正常运行,需要定期检查和维护。首先,要确保软管的清洁和消毒,避免交叉污染。其次,要注意软管的压力限制,避免过高的压力导致软管破裂。另外,定期更换软管,避免软管老化影响泵的使用寿命。
剪切力的计算方法-剪力强度公式
第3章剪切和挤压的实用计算
3. 1剪切的概念
在工程实际中,经常遇到剪切问题。剪切变形的主要受力特点是构件受到与英轴线相垂直的大小相等、方向相反、作用线相距很近的一对外力的作用(图3-la),构件的变形主要表现为沿着与外力作用线平行的剪切而(加-〃而)发生相对错动(图3-lb)o
工程中的一些联接件.如键.销钉、螺栓及钾钉等,都是主要承受剪切作用的构件。构件剪切面上的内力可用截而法求得。将构件沿剪切面加-"假想地截开,保留一部分考虑其平衡。例如,由左部分的平衡,可知剪切而上必有与外力平行且与横截而相切的内力匚(图3-lc)的作用° F Q称为剪力,根据平衡方程工Y = 0 ,可求得F Q=F°剪切破坏时,构件将沿剪切而(如图3-la所示的加-"而)被剪断。只有一个剪切而的情况,称为单剪切。图3-la 所示情况即为单剪切。
受剪构件除了承受剪切外,往往同时伴随着挤压.弯曲和拉伸等作用。在图3-1 中没有完全给出构件所受的外力和剪切而上的全部内力,而只是给出了主要的受力和内力。实际受力和变形比较复杂,因而对这类构件的工作应力进行理论上的精确分析是困难的。工程中对这类构件的强度计算,一般采用在试验和经验基础上建立起来的比较简便的讣算方法,称为剪切的实用计算或工程讣算匚
3.2剪切和挤压的强度计算
3.2.1剪切强度计算
剪切试验试件的受力情况应模拟零件的实际工作情况进行。图3-2a为一种剪切试验装置的简图,试件的受力情况如图3-2b所示,这是模拟某种销钉联接的工作情形。当载荷F增大至破坏载荷心时,试件在剪切面加-加及H处被剪断。这种具有两个剪切面的情况,称为双剪切。由图3-2c可求得剪切面上的剪力为
剪切力计算公式
剪切力计算公式
剪切力计算公式
剪切力计算公式是一种用于测量物体受剪切力所受的力的计算公式。它可以帮助我们计算物体受剪切力的大小,以及物体的剪切性能如何。剪切力是一种给予物体的径向力,它会对物体施加压力,造成物体的变形或断裂。
剪切力计算公式有多种形式,其中最常用的是基于欧拉定律的剪切力计算公式。欧拉定律认为,在一个剪切力作用之下,物体的受力面会发生挠曲变形,且挠曲程度与施加在物体上的剪切力成正比。根据欧拉定律,剪切力计算公式可以表示为:F = E*I*K,其中F为剪切力,E为受力面的弹性模量,I为受力面的挠曲系数,K为受力面的挠曲程度。
另外,还有一种用来计算物体受剪切力的公式,叫做库伦定律,它认为,物体受到剪切力时,它的受力面会发生滑移变形,其变形程度与施加的剪切力成正比。根据库伦定律,剪切力计算公式可以表示为:F = μ*N,其中F为剪切力,μ为受力面的滑移系数,N为受力面的滑移程度。
剪切力计算公式可以帮助我们准确地计算物体受剪切力的大小,并且可以更好地了解物体的剪切性能。然而,在使用剪切力计算公式时,我们需要确保受力面的参数,如弹性模量、滑移系数等,能够准确地反映出物体的真实情况,以确保计算出的结果是准确的。
- 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、"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、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)。
第3章 剪切和挤压的实用计算
3.1 剪切的概念
在工程实际中,经常遇到剪切问题。剪切变形的主要受力特点是构件受到与其轴线相垂直的大小相等、方向相反、作用线相距很近的一对外力的作用(图3-1a),构件的变形主要表现为沿着与外力作用线平行的剪切面(n m -面)发生相对错动(图3-1b)。
图3-1
工程中的一些联接件,如键、销钉、螺栓及铆钉等,都是主要承受剪切作用的构件。构件剪切面上的力可用截面法求得。将构件沿剪切面n m -假想地截开,保留一部分考虑其平衡。例如,由左部分的平衡,可知剪切面上必有与外力平行且与横截面相切的力Q F (图3-1c)的作用。Q F 称为剪力,根据平衡方程∑=0Y ,可求得F F Q =。 剪切破坏时,构件将沿剪切面(如图3-la 所示的n m -面)被剪断。只有一个剪切面的情况,称为单剪切。图3-1a 所示情况即为单剪切。
受剪构件除了承受剪切外,往往同时伴随着挤压、弯曲和拉伸等作用。在图3-1中没有完全给出构件所受的外力和剪切面上的全部力,而只是给出了主要的受力和力。实际受力和变形比较复杂,因而对这类构件的工作应力进行理论上的精确分析是困难的。工程中对这类构件的强度计算,一般采用在试验和经验基础上建立起来的比较简便的计算方法,称为剪切的实用计算或工程计算。
3.2 剪切和挤压的强度计算
3.2.1 剪切强度计算
剪切试验试件的受力情况应模拟零件的实际工作情况进行。图3-2a 为一种剪切试验装置的简图,试件的受力情况如图3-2b 所示,这是模拟某种销钉联接的工作情形。当载荷F 增大至破坏载荷b F 时,试件在剪切面m m -及n n -处被剪断。这种具有两个剪切面的情况,称为双剪切。由图3-2c 可求得剪切面上的剪力为
2
F F Q =
图3-2
由于受剪构件的变形及受力比较复杂,剪切面上的应力分布规律很难用理论方法确定,因而工程上一般采用实用计算方法来计算受剪构件的应力。在这种计算方法中,假设应力在剪切面是均匀分布的。若以A 表示销钉横截面面积,则应力为
A
F Q =τ (3-1) τ与剪切面相切故为切应力。以上计算是以假设“切应力在剪切面上均匀分布”为基础的,实际上它只是剪切面的一个“平均切应力”,所以也称为名义切应力。
当F 达到b F 时的切应力称剪切极限应力,记为b τ。对于上述剪切试验,剪切极限应力为
A F b b 2=
τ 将b τ除以安全系数n ,即得到许用切应力
[]n b
ττ=
这样,剪切计算的强度条件可表示为
[]ττ≤=A F Q
(3-2)
3.2.2 挤压强度计算
一般情况下,联接件在承受剪切作用的同时,在联接件与被联接件之间传递压力的接触面上还发生局部受压的现象,称为挤压。例如,图3-2b 给出了销钉承受挤压力作用的情况,挤压力以bs F 表示。当挤压力超过一定限度时,联接件或被联接件在挤压面附近产生明显的塑性变形,称为挤压破坏。在有些情况下,构件在剪切破坏之前可能首先发生挤压破坏,所以需要建立挤压强度条件。图3-2a 中销钉与被联接件的实际挤压面为半个圆柱面,其上的挤压应力也不是均匀分布的,销钉与被联接件的挤压应力的分布情况在弹性围如图3-3a 所示。
图3-3
与上面解决抗剪强度的计算方法类同,按构件的名义挤压应力建立挤压强度条件
[]bs bs
bs bs A F σσ≤= (3-3) 式中bs A 为挤压面积,等于实际挤压面的投影面(直径平面)的面积,见图3-3b 。bs σ为挤压应力,[]bs σ为许用挤压应力。
由图3-2b 可见,在销钉中部n m -段,挤压力bs F 等于F ,挤压面积bs A 等于td 2;在销钉端部两段,挤压力均为2
F ,挤压面积为td 。 许用应力值通常可根据材料、联接方式和载荷情况等实际工作条件在有关设计规中查得。一般地,许用切应力[]τ要比同样材料的许用拉应力[]σ小,而许用挤压应力则比[]σ大。
对于塑性材料 []()[]στ8.0~6.0=
[]()[]σσ5.2~5.1=bs
对于脆性材料 []()[]στ0.1~8.0=
[]()[]σσ5.1~9.0=bs
本章所讨论的剪切与挤压的实用计算与其它章节的一般分析方法不同。由于剪切和挤压问题的复杂性,很难得出与实际情况相符的理论分析结果,所以工程中主要是采用以实验为基础而建立起来的实用计算方法。
例3-1 图3-4中,已知钢板厚度mm 10=t ,其剪切极限应力MPa 300=b τ。若用冲床将钢板冲出直径mm 25=d 的孔,问需要多大的冲剪力F ?
图3-4
解 剪切面就是钢板被冲头冲出的圆柱体的侧面,如图3-4b 所示。其面积为
22mm 785mm 1025=⨯⨯π=π=dt A
冲孔所需的冲力应为
kN 236N 103001078566=⨯⨯⨯=τ≥-b A F
例3-2 图3-5a 表示齿轮用平键与轴联接(图中只画出了轴与键,没有画齿轮)。已知轴的直径mm 70=d ,键的尺寸为mm 1001220⨯⨯=⨯⨯l h b ,传递的扭转力偶矩m kN 2⋅=e T ,键的许用应力[]MPa 60=τ,[]MPa 100=σbs 。试校核键的强度。
图3-5
解 首先校核键的剪切强度。将键沿n n -截面假想地分成两部分,并把n n -截面以下部分和轴作为一个整体来考虑(图3-5b)。因为假设在n n -截面上的切应力均匀分布,故n n -截面上剪力Q F 为
ττbl A F Q ==
对轴心取矩,由平衡条件∑=0o M ,得
e Q T d bl d F ==2
2τ 故
[]ττ<=⨯⨯⨯⨯⨯==-MPa 6.28Pa 109010020102229
3
bld T e , 可见该键满足剪切强度条件。
其次校核键的挤压强度。考虑键在n n -截面以上部分的平衡(图3-5c),在n n -截面上的剪力为τbl F Q =,右侧面上的挤压力为
bs bs bs bs l h A F σσ2
== 由水平方向的平衡条件得 bs Q F F = 或 bs l h bl στ2=
由此求得
[]bs bs h b σ<=⨯⨯=τ=
σMPa 3.95MPa 12
6.282022 故平键也符合挤压强度要求。