第三章 受拉(压)构件的强度计算和受剪切构件的实用计算
轴向拉伸与压缩—拉(压)杆连接部分的强度计算(材料力学)
Fs
切应力
F
As
剪切面
面积
m
Fs F
2.10 拉（压）杆连接部分的强度计算
三、剪切的实用计算
➢ 剪切强度条件：
Fs
As
由实验确定。
F
Fs F
F
2.10 拉（压）杆连接部分的强度计算
四、挤压的实用计算
F
螺栓与钢板相互接触的此间的局部承压现象称为挤压。
b
F
F
a
c
l
A. ab， lc
B. cb， lb
C. lb， cb
D. lc ，
ab
l
挤压
面
F
剪切
面
bs
Ab
：通过挤压破坏试验和一定的安全储备确定。
挤压是相互的，在上述螺栓连接中，钢板与螺栓同时受挤压，
当钢板的许用挤压应力低于螺栓的许用应力时，应按上式计算钢
板的挤压强度。
2.10 拉（压）杆连接部分的强度计算
五、例题
木榫接头，当受F力作用时，接
头的剪切面积和挤压面积分别
是（ C ）。
2.10 拉（压）杆连接部分的强度计算
一、连接件
实用计算
I
F
II
F
铆钉
键
轮
F
螺栓
M
F
II
I
II
I
F
销钉
F
I
轴
F
II
2.10 拉（压）杆连接部分的强度计算
二、连接处发生的破坏形式
F
➢ 剪切破坏
F
F
F
F
➢ 拉伸破坏
[理学]化工设备机械基础习题解答
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目录化工设备机械基础课后习题解答 .............................. 错误！未定义书签。
EXERCISE EXPLANATION AND DESIGNING OF THE BASIC OF CHEMICAL EQUIPMENT AND MECHANISM .. 错误！未定义书签。
第一章刚体的受力分析及其平衡规律 .. (2)第一部分例题及其解析 (2)第二部分习题及其解答 (10)第二章金属的力学性能 (18)第一部分例题及其解析 (18)第二部分习题及其解答 (19)第三章受拉（压）构件的强度计算与受剪切构件的实用计算 (22)第一部分例题及其解析 (22)第二部分习题及其解答 (24)第四章直梁的弯曲 (27)第一部分例题及其解析 (27)第二部分习题及其解答 (35)第五章圆轴的扭转 (39)第一部分例题及其解析 (39)第二部分习题及其解答 (43)第六章压力容器与化工设备常用材料 (46)第一部分习题及其解析 (46)第七章压力容器中的薄膜应力、弯曲应力、与二次应力 (48)第一部分习题及其解析 (48)第八章内压容器 (52)第一部分例题及其解析 (52)O(c)CAB(a )第二部分 习题及其解答 (55)第九章 外压容器与压杆的稳定计算 (60)第一部分 例题及其解析 .................................................................................................................. 60 第二部分 习题及其解答 .. (67)第一章 刚体的受力分析及其平衡规律第一部分 例题及其解析1.下图(a)是一个三角支架，它由两根杆和三个销钉组成，销钉A 、C 将杆与墙 连接，销钉B 则将两杆连接在一起。
当AB 杆中央 置一重物时，试确定AB 杆两端的约束反力力线方 位（杆的自身质量不计）。
化工设备机械基础第四版答案
化工设备机械基础第四版答案【篇一：化工设备机械基础复习及答案】>一、填空题1、强度是指构件＿＿的能力。
2、刚度是指构件＿＿的能力。
3、稳定性是指构件＿保持原有＿平衡状态的能力。
4、如物体相对于地球静止或作匀速运动，则称物体处于＿。
5、物体受外力作用变形时，其内部各部分之间因相对位置改变而引的相互作力称为＿6、脆性材料的安全系数一般取得比塑性材料要＿＿。
7、在轴向拉伸或压缩时，杆件不但有＿＿变形，同时＿＿也发生变形。
8、扭转是＿杆件＿的又种变形方式。
10、弯曲是工程实际中最常见的一种＿＿变形形式。
11、简支梁是梁的一端为固定铰支座，另一端为＿12、外伸梁是简支梁的一端或＿＿伸出支座之外。
13、悬臂梁是梁的一端固定，另一端＿自由＿。
14、最大拉应力理论又称＿15、最大伸长线应变理论又称＿＿强度理论。
16、最大剪应力理论又称＿17、形状改变比能理论，又称＿＿强度理论。
18、构件在工作时出现随时间作周期变化的应力称为＿交变＿应力。
19、硬度是用来＿20、裂纹构件抵抗裂纹失稳扩展的能力称为断裂＿＿。
21、化工设备的密封性是一个十分＿22、化工设备的耐久性是根据所要求的＿＿年限来决定。
23、发生边缘弯曲的原因是由于＿24、当q/b=＿30、凸形封头包括半球形封头＿椭圆形＿封头、碟形封头、球冠形封头四种。
31、碟形封头由以ri为半径的球面，以r为半径的＿过度弧＿高度为h0的直边三部分组成。
32、锥形封头在同样条件下与凸形封头比较，其＿＿情况较差。
33、球冠形封头在多数情况下用作容器中两独立受压室的＿＿封头。
失稳破坏的问题。
35、加强圈应有＿36、卧式容器的支座有＿37、立式容器有耳式支座、＿＿腿式支座和裙式支座四种。
38、法兰按其整体性程度可分为松式法兰、＿39、国家标准中的手孔的公称直径有＿＿和dn250两种。
40、平带一般由数层帆布＿41、v带的横截面为＿等腰梯形＿，其工作面是与轮槽相接触的两侧面。
材料力学：第三章 剪切
F 挤压面上应力分布也是复杂的
F
实用计算中，名义挤压应力公式
bs
Fbs Abs
Fbs
Fbs
Abs d
——挤压面的计算面积
挤压强度条件：
bs
Fbs Abs
bs
挤压强度条件同样可解三类问题 bs 常由实验方法确定
例: 已知： =2 mm，b =15 mm，d =4 mm，[ =100 MPa， [] bs =300 MPa，[ ]=160 MPa。 试求：[F]
第三章 剪 切
一. 剪切的概念和实例 二. 剪切的实用计算 三. 挤压的实用计算
一. 剪切的概念和实例 工程实际中用到各种各样的连接，如： 铆钉
销轴
平键 榫连接
(剪切)受力特点： 作用在构件两侧面上的外力合力大小相 等、方向相反且作用线相距很近。
变形特点： 构件沿两力作用线之间的某一截面产生相 对错动或错动趋势。
F F
剪切面上的内力 Fs （用截面法求）
实用计算中假设切应力在剪切
F
m m
面（m-m截面）上是均匀分布的 F
名义切应力计算公式：
F
m
m
FS
FS m
m
F
Fs
A
剪切强度条件：
Fs
A
——名义许用切应力
由实验方法确定
剪切强度条件同样可解三类问题
三. 挤压的实用计算
挤压力不是内力，而是外力
解： 1、剪切强度
4F πd 2
[
]
F πd 2[ ] 1.257 kN
4
2、挤压强度
bs
F
d
[ ]bs
F d[ ]bs 2.40KN
3、钢板拉伸强度 F
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2F 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，假设应力在剪切面内是均匀分布的。
《化工设备机械基础》期末复习提要
《化工设备机械基础》期末复习提要复习范围本课程采用的文字教材是由董大勤教授编写,中央电大出版社出版的《化工设备机械基础》.全书共分十二章,其中第六章的第三节和第四节以及第十一章不作考试要求.要做到重点突出,全面复习.第一章刚体的受力分析及其平衡规律1.了解力的概念及其性质.2.刚体的受力分析(1)了解主动力和约束反力.自由体和非自由体以及约束的定义和种类:掌握五种约束(柔性体约束,光滑接触面约束,铰链约束,固定端约束和摩擦力)的性质及其约束反力表达依据,能够正确确定约束反力力线方位.(2)掌握刚体受力分析的方法,能绘出分离体的受力图(包括摩擦力).3.力矩,力偶,力的平移定理:(1)了解力矩,力偶,力偶矩的概念及力偶的性质.(2)了解力的平移定理的内容和实质,掌握其在力系简化中的运用.4.掌握力系简化的方法,能够建立力系平衡条件,能够根据受力图列出静力平衡方程,在判定其是否为静定的基础上求解未知外力.第二章金属的力学性能1.弹性体的变形与内力(1)了解弹性变形和塑性变形的概念及其区别;了解内力产生的原因,性质,大小及正负.(2)了解杆的绝对伸长和相对伸长;了解点的线应变及其意义.(3)掌握截面法的理论依据及其运用;掌握由此而得的轴力计算法则的应用.(4)了解点的应力,正应力和剪应力及分布图;掌握横截面内点的正应力的求取;掌握斜截面内点的应力,正应力及剪应力的求取;了解正应力与剪应力的不同效应,并建立一点处应力状态和主平面的概念.2.材料的力学性能(1)了解四种力学试验的目的和方法:拉伸,冲击,冷弯,硬度.(2)了解σ——ε曲线,横向应变ε与轴向应变ε的关系;了解反映材料强度高低的参数:屈服极限,强度极限db,蠕变极限,持久强度;了解反映材料塑性好坏的参数;延伸率,断面收缩率,屈服限与强度限之比值,弯曲角度;了解反映材料抵抗弹性变形能力强弱的参数:弹性模量等;了解反映材料韧性及裂纹敏感程度的参数:冲击功,冲击韧性;了解反映材料硬度及耐磨程度的参数:布氏硬度佃,洛氏硬度;了解反映变形性质的弹性极限;了解控制虎克定律应用范围的比例极限.(3)了解材料性能的确切含义:塑性,弹性,脆性,加工工艺性.(4)掌握虎克定律的两种表达方式,能够根据受拉直杆的变形或所受拉力求取拉力或变形.第三章受拉压构件的强度计算与受剪切构件的实用计算1.受拉直杆的强度计算(1)掌握受拉直杆横截面上的轴力,正应力的计算公式.(2)了解工作应力与许用应力的区别;了解确定安全系数需要考虑的问题.(3)重点掌握强度条件,能解决拉伸中的强度校核,尺寸设计和许可载荷等问题.2.拉压中的静不定问题(1)了解静不定的概念;了解静不定问题的解决方法:三个关系和补充方程的实质.(2)掌握热应力计算方法,能计算介绍过的几种最简单的热应力,掌握在产生原因上的异同处及由此而带来的应力性质和减少应力采取的措施上的不同处.3.拉压杆连接部分的剪切和挤压强度计算(1)了解名义剪切应力及计算公式.(2)重点掌握剪切强度条件和挤压强度条件,能解决强度校核,尺寸设计和许可载荷等问题.第四章直梁的弯曲1.梁及其内力分析(1)了解梁的广义含义,弯曲的概念,梁的支座及梁的种类;掌握三种典型支座反力的求取方法.(2)了解几种最简单梁的剪力图;了解剪力和弯矩的正负概念;掌握弯曲变形的特点;掌握任意指定截面上的剪力和弯矩计算方法及其计算法则的依据.2.纯弯曲时梁的正应力及强度条件(1)掌握正应力计算公式,其应用条件及原因;了解J:.w.的引出,含义,用途和计算;能求取最大正应力.(2)了解危险截面和合理截面的含义,能够找出危险截面的位置;重点掌握强度条件在直梁强度校核,尺寸设计和许可载荷计算中的运用.3.直梁的弯曲和变形(1)了解梁的横截面内剪应力的分布规律,掌握几种常见横截面上最大剪应力的计算公式.(2)了解挠度和转角的含义及一般表达式.(3)了解刚度条件的一般表达式.第五章圆轴的扭转1.圆轴扭转变形与内力(1)了解扭转角,相对扭转角和角应变.(2)了解剪切虎克定律;掌握扭转变形的特点;掌握扭矩的构成,计算公式和计算法则的依据;掌握扭转剪应力和最大剪应力的计算公式;了解I.W的引出,含义,用途和计算.2.圆轴扭转时的强度和刚度条件及应用(1)掌握强度和刚度条件,能利用刚度条件校核由强度条件确定的轴的尺寸问题.(2)掌握以转速n转/分旋转的圆轴传递扭矩和传递功率之间关系的表达式,能解决搅拌轴与电机配套问题(一定要知道公式).第六章化工设备常用金属材料1.铁碳合金(1)了解铁的同素异构体的转变及其对钢材性能所起的作用.(2)了解碳在铁碳合金中的三种存在形式及其对合金性能的影响.(3)了解钢材在加热和以不同速度冷却时,其组织的变化及其对性能的影响.(4)了解退火,正火,淬火,回火及调质处理的方法和目的.(5)了解硫,磷等杂质对钢材的有害影响.(6)了解公称直径概念的引入,了解对钢管公称直径的规定.(7)了解以下常用材料的牌号的含义,特点及它们所属材料的类别,能正确选用于需要的场合.2.合金钢(1)了解常用材料牌号的含义,特点及它们所属材料的类别,能正确选用于需要的场合.(2)了解主要合金元素锰,铬,镍对钢材组织和性能的影响.第七章压力容器中的薄膜应力与弯曲应力1.压力容器中存在三种应力:了解一次薄膜应力,一次弯曲应力和边界应力产生的原因,作用的截面,性质和特点,以及对它们的不同限制条件;了解部分壳体和微体两个平衡方程的获取方法及结论;了解四种面转壳体上薄膜应力的分布规律,危险点处的应力计算公式及相应的实用结论,并能从事相应的计算.2.强度条件(1)了解"相当应力".(2)了解"名义应力".第八章压力容器的强度计算1.容器设计(1)掌握容器简体壁厚计算公式的推导;重点掌握三组简化通用公式中系数K的确定,能完成相应的壁厚,应力和最大许可外压的计算.(2)了解各种厚度的含义,掌握它们之间的关系:计算厚度占,设计厚度,名义厚度,根据图纸确定的有效厚度,最小厚度,钢板厚度,成品厚度,验收最小厚度方,实测厚度,根据实测厚度确定的有效厚度;了解腐蚀裕量;钢板的负偏差,厚度系数,掌握板厚6—30mm区间内的C1值.(3)掌握各种封头的壁厚,应力和最大许可压力计算公式,对需要使用图表确定的系数值,要会查取,无需记住;了解碟形封头的形状系数M,无折边球形封头与无折边锥形封头的应力增大系数Q,带折边锥形封头形状系数/o和平板封头周边固定结构系数K.(4)设计参数的确定:了解最大工作压力,设计压力,最大许用压力,安全阀开启压力,爆破片爆破压力,在用容器的强度校核压力,水压试验压力,设计温度下的许用应力;掌握各种压力之间的关系;掌握四种不同情况下的焊缝系数φ值;掌握容器公称直径的规定值.2.重点掌握在用容器强度校核的有关原则,能够根据检测数据,对在用压力容器进行强度校核,包括:确定剩余寿命,决定容器允许承受的最大压力;能够判断容器壳体与封头结构的合理与否.第九章容器与压杆的稳定计算1.了解稳定的概念,失稳的实例与实质;了解影响外压圆筒稳定性的因素,以及与影响构件强度的因素有何不同.2.外压圆筒环向稳定计算(1)了解临界压力计算公式;掌握在弹性失稳范围内计算尺寸已知的外压圆筒的临界压力和许可压力.(2)了解对于临界压力大于材料比例极限的外压圆筒,如何解决σ——ε值不是常数而无法应用弹性失稳公式的问题;了解材料曲线在外压圆筒计算中所起的作用.(3)了解外压球壳A值的计算公式,A—B曲线的实质,用B值确定许用外压的计算公式,用A求B的关系式.(4)了解圆筒环向稳定计算的方法,能利用算图进行外压圆筒和球壳的稳定计算,包括确定壁厚与求取许可外压.第十章容器的结构1.开孔补强结构(1)了解峰值应力产生的原因,影响容器开孔边缘应力集中系数的因素,及由此得出的结论.(2)了解三种补强结构的优缺点.(3)了解等面积补强原则,对三种截面的理解与简化计算.(4)了解开孑L大小与位置的限制,不需另行补强的接管的有关规定.2.法兰联接结构(1)了解法兰的密封原理及由此引出的法兰所受的外力.(2)了解法兰在外力偶作用下所产生的弯曲应力,及由此得出的几点有关法兰结构,尺寸的结论.(3)了解各种型式的法兰,密封面,密封垫片,了解紧固螺栓的结构特点和应用场合.(4)了解法兰标准,在理解的基础上正确选出所需要的法兰,密封垫片和紧固螺栓.3.焊缝结构(1)了解表达焊缝结构的三要素.(2)了解焊缝分类的方法.(3)了解焊缝合理的结构所包含的内容及举例.4.检查孔结构(1)了解压力容器上必需开设检查孔的规定,以及不开检查孔的条件.(2)了解人孔标准,能使用标准选出合适的人孔(包括结构,尺寸,材料).5.支座的结构(1)了解四种制定了标准的支座,了解标准对其结构的规定,选用时应考虑的问题,应进行的计算.能够在理解标准的基础上,使用标准选出合适的支座.(2)了解裙式支座的各部分结构与作用.第十二章压力容器的安全使用与监察管理1.压力容器的岗位操作了解温压超限的原因及防止措施.2.压力容器上的安全泄压装置了解在压力容器上设置安全泄压装置的目的,原则;了解安全阀的工作原理,结构类型,选用及安装要求;了解爆破片的结构类型,应用场合,选用原则及与安全阀联合使用的一些要求.3.压力容器的定期检验了解定期检验制度及其目的;了解定期检验的类别及内容和要求(耐压试验和气密试验的试验压力的确定);检验报告的要求.4.压力容器的监察管理了解压力容器监察管理的依据;了解压力容器的分类,安全等级;了解压力容器的设计管理,制造管理和使用管理。
机械基础——第三章第三节 杆件的应力及强度计算
1、轴向拉压时的内力是轴力，轴力的正负是如何规定的？
FN F
轴力离开截面为正，反之为负。计算时先以正向假设。
复习提问
2、轴扭转时的内力是什么？内力的正负号如何确定？ 扭转轴的内力称为扭矩，用T表示。 正负用右手螺旋定则确定。
T
_
指向截面
计算时先以正向假设。
+
T 离开截面
复习提问
3、梁弯曲时的内力是什么？内力的正负号如何确定？ 弯曲内力有两类：剪力和弯矩
杆件的最大工作应力不超过材料在拉伸与压缩时的许用应力。 式中FN和A为危险截面上的轴力和横截面积。
例3-4 某铣床工作台进给油缸如图所示，缸内工作油压p＝ 2MPa，油缸内径D＝75mm，活塞杆直径d＝18mm，已知活 塞杆材料的许用应力[σ]＝50MPa，试求校核活塞杆的强度。 解：（1）活塞的轴力：
令：WP＝IP/R ，则上式可写成
式中：Wp为圆轴横截面的抗扭截面系数，单位：mm３。
对于直径为d的圆截面杆
对于空心圆杆，设内径为d，外径为D，α＝d/D
2、圆轴扭转强度
圆轴扭转时横截面上的最大工作切应力 τmax不得超过 材料的许用切应力[τ]，即
对于等截面圆轴，从轴的受力情况或由扭矩图可以确定 最大扭矩Tmax ，最大切应力τmax发生于Tmax所在截面的边缘 上。因而强度条件可改写为
对于空心梁，当其外径为D，外径为d，单位为m，α=d/D
2、梁弯曲强度
为了保证梁能安全工作，必须使梁横截面上的最大正应 力σmax不超过材料在弯曲时的许用正应用[σ ]，即：
作
业
P.76
3
，挤压面积 Aiy＝dδ ，则
综合上述计算结果，根据国家标准，销钉的直径选 取为d＝14mm 。
化工设备机械基础教学大纲 附件1
化工设备机械基础Machinery Foundation of Chemical Equipment总学时： 48总学分： 3适用专业及层次： 化学工程与工艺专业（本科、专科）推荐参考书 ：、课程目的及要求化工设备机械基础是一门综合性的机械类必修课，主要针对化工工艺类专业学生及其相近专业学生开本课程的主要任务及基本要求：熟练掌握物体的受力分析、金属在外力作用下所显示的机械性能及杆件承受拉压、剪切、扭转、弯曲等条件下的强度条件及相关计算。
熟练掌握承受内压、外压的压力容器的设计计算方法和有关开孔补计算。
了解典型化工设备中的塔器、换热器和搅拌反应釜的基本结构。
二、课程内容及学时分配 第 1 章 刚体的受力分析及其平衡规律 （ 6 学时）1.1 力的概念。
刚体的概念。
平衡的概念，约束及其基本类型、约束反力。
分离体、受力图、二力杆、三力平衡 汇交定理。
1.2 平面汇交力系的简化与平衡平面汇交力系合成的几何法；力的分解；力在坐标轴上的投影；合力投影定理；平面汇交力学合课程编号：0511940课程性质： 必修课开设学期： 第三学年第一学期周学时分配：平均 3 学时先行课程： 高等数学、大学物理； 教材：《化工设备机械基础后续课程： 化工过程设计与开发等》，董大勤编著，北京 : 化学工业出版社, 2003 （第一版）；1] 化工设备机械基础》 汤善甫编著，上海：华东理工大学出版社， 20032] 化工设备机械基础》刁玉玮 编著，大连：大连理工大学出版社 , 2003 化工设备机械基础》潘传九 主编，北京：化学工业出版社 , 2002 4] 化工设备机械基础》赵军 主编，北京：化学工业出版社 , 2000设。
本课程的目的是使学生获得必要的机械基础知识，具有设计常、 低、 中压化工设备的初步能力。
1、 2、 了解化工设备常用金属材料的基本成分、性能和用途。
3、 4、 熟悉压力容器上各种标准件于附件的选用方法。
5、 熟悉压力容器中的焊缝分类方法及正确选用焊接材料。
化工设备机械基础第四版答案
化工设备机械基础第四版答案【篇一：化工设备机械基础复习及答案】>一、填空题1、强度是指构件＿＿的能力。
2、刚度是指构件＿＿的能力。
3、稳定性是指构件＿保持原有＿平衡状态的能力。
4、如物体相对于地球静止或作匀速运动，则称物体处于＿。
5、物体受外力作用变形时，其内部各部分之间因相对位置改变而引的相互作力称为＿6、脆性材料的安全系数一般取得比塑性材料要＿＿。
7、在轴向拉伸或压缩时，杆件不但有＿＿变形，同时＿＿也发生变形。
8、扭转是＿杆件＿的又种变形方式。
10、弯曲是工程实际中最常见的一种＿＿变形形式。
11、简支梁是梁的一端为固定铰支座，另一端为＿12、外伸梁是简支梁的一端或＿＿伸出支座之外。
13、悬臂梁是梁的一端固定，另一端＿自由＿。
14、最大拉应力理论又称＿15、最大伸长线应变理论又称＿＿强度理论。
16、最大剪应力理论又称＿17、形状改变比能理论，又称＿＿强度理论。
18、构件在工作时出现随时间作周期变化的应力称为＿交变＿应力。
19、硬度是用来＿20、裂纹构件抵抗裂纹失稳扩展的能力称为断裂＿＿。
21、化工设备的密封性是一个十分＿22、化工设备的耐久性是根据所要求的＿＿年限来决定。
23、发生边缘弯曲的原因是由于＿24、当q/b=＿30、凸形封头包括半球形封头＿椭圆形＿封头、碟形封头、球冠形封头四种。
31、碟形封头由以ri为半径的球面，以r为半径的＿过度弧＿高度为h0的直边三部分组成。
32、锥形封头在同样条件下与凸形封头比较，其＿＿情况较差。
33、球冠形封头在多数情况下用作容器中两独立受压室的＿＿封头。
失稳破坏的问题。
35、加强圈应有＿36、卧式容器的支座有＿37、立式容器有耳式支座、＿＿腿式支座和裙式支座四种。
38、法兰按其整体性程度可分为松式法兰、＿39、国家标准中的手孔的公称直径有＿＿和dn250两种。
40、平带一般由数层帆布＿41、v带的横截面为＿等腰梯形＿，其工作面是与轮槽相接触的两侧面。
材料力学-第三章-剪切实用计算(上交)
FQ A
材料力学
剪切实用计算
剪切强度条件：
FQ A
[ ]
名义许用剪应力
可解决三类问题： 1、选择截面尺寸; 2、确定最大许可载荷， 3、强度校核。
材料力学
在假定的前提下进行 实物或模型实验，确 定许用应力。
[例3.1 ] 图示装置常用来确定胶接处的抗剪强度，如已知 破坏时的荷载为10kN，试求胶接处的极限剪（切）应力。 F F
F / 2n [ j ] 1 A d 2 4
2F n 3 . 98 2 d [ j ]
FQ
（2）铆钉的挤压计算
jy
Fb F /n [ A jy t1 d
]
jy
]
F n t1 d [
材料力学
3 . 72
jy
剪切实用计算
因此取 n=4. I F/n F/n F/n F F/n
R
R0
t
1 t R0 10 为薄壁圆筒
材料力学
材料力学
（1）
C D A B C D
A B
横截面上存在剪应力
材料力学
纯剪切的概念
（2）其他变形现象：圆周线之间的距离保持不变，仍为圆形， 绕轴线产生相对转动。 横截面上不存在正应力，且横截面上的剪应力的 方向是沿着圆周的切线方向，并设沿壁厚方向是 均匀分布的。 T
h d F d
剪切面
h
解
FN 4 F A d 2 F Q F AQ dh
当 ， 分别达到 [] ， [] 时， 材料的利用最合理
材料力学
F 4F 0 .6 2 得 d : h 2 .4 dh d
材料力学第3章剪切与挤压的实用计算
力作用的交界面发生相对错动，同时，在外力作用面上产生挤压效应
图3.1
图3.2
图3.3
连接件实际受力和变形比较复杂。因此，要对这类构件进行理论上的精确分 析是相当困难的。工程实际中，常根据连接件的实际使用和破坏情况，对其
受力及应力分布作出一些假设，并在此基础上进行简化计算，这种方法称为
剪切和挤压的实用计算或工程计算。实践证明，用此方法设计的连接件是安 全可靠的。
图3.5
例3.1如图3.6(a)所示的结构中，已知钢板厚度t=10 mm，其剪切极限应力 b=300 MPa。若用冲床将钢板冲出直径d=25 mm的孔，试问需要多大的冲剪力
F？
图3.6
解剪切面就是钢板内被冲头冲出的圆柱体的侧面，如图3.6(b)所示。其面积
为
根据式(3.2)，钢需的冲剪力应为
3.3挤压的实用计算
一般情况下，连接件在承受剪切作用的同时，在连接件与被连接件之间传递 压力的接触面上还会发生局部受压的现象，称为挤压。连接件和被连接件相
互挤压的接触面称为挤压面。例如，图3.7(a)给出了销钉承受挤压力作用的
情况，挤压面上的压力称为挤压力，用Fbs表示；挤压力引起的应力称为挤压 应力，用σ
面积。
图3.8
采用式(3.5)计算得到的挤压应力称为名义挤压应力。用名义挤压应力建立
的挤压强度条件为
其中，［σ
bs］为许用挤压应力，其确定方法与上一节中介绍的许用切应
力
的确定方法相类似，具体数值通常可根据材料、连接方式和载荷情况
等实际工作条件在有关设计规范中查得。一般情形下，对于同种材料， 定量的数值关系为
°，再除以适当的安全因数n，即得材料的许用切应力
，即
图3.4(a)中的铆钉连接只有一个剪切面，这种剪切称为单剪切。有的连接件 存在两个剪切面，这种剪切称为双剪切。例如，图3.5(a)中的销钉连接。销
第三章 受拉(压)构件的强度计算
化
为保证整个吊车结构得强度安全，吊车所能起吊
工 得最大重力，应取上述Fw1和Fw2中较小者。所以，
学 吊车的最大起吊重力Fw＝57.6kN。
院
第一节 受拉直杆的强度计算
化 4.本例讨论
工 根据以上分析，在最大起吊重力Fw＝57.6kN的情形
设
下，显然AB杆的强度有大量富裕。因此为节省材
械 基
挤压应力不得超过许用挤压应力[σjy]。工程中对于 圆柱面的挤压计算，其挤压面按承受挤压圆柱面的
础
投影面计算，且假定在此挤压面积上的挤压力是均
化
匀分布的，由此，挤压强度条件为：
工 学
jy
Pjy Ajy
jy
院 许用挤压应力通过实验确定，大致可取（1.7－2.0）[σ]
第二节 拉（压）杆剪切和挤压强度计算
备 机 械 基 础
料，同时还可减轻吊车结构的重量，可以重新设计 AB杆的横截面尺寸。
根据设计准则，有
σ（AB）＝FN1/A1＝1.73Fw/(2×A1`)≤[σ] 其中A1`为单根槽钢的横截面面积。由上式得到： A1`≥4.2cm2
化 查型钢表可知，5号槽钢横截面面积为6.93cm2，可
工 以满足强度要求。
化 例题P51 3-3一矩形截面钢板拉伸试件，如图所示。为了
工
使拉力通过试件轴线，试件两端开有圆孔、孔内插有销
设
钉，载荷加在销钉上，再通过销钉传给试件，若试件和
备
销钉材料的许用应力相同，[τ]＝100MPa，[σjy]＝
机
320MPa，[σ] ＝160MPa，试件的抗拉强度极限σb＝
械
400MPa。为了保证试件能在中部拉断，试确定端部的
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3-1a),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,都就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面上的全部内力,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,称为剪切的实用计算或工程计算。
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 为一种剪切试验装置的简图,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2F 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。
【工程力学】剪切与挤压【工程类精品资料】
第三章剪切和联结的实用计算3.1预备知识一、基本概念 1、联接件工程构件中有许多构件往往要通过联接件联接。
所谓联接是指结构或机械中用螺栓、销钉、键、铆钉和焊缝等将两个或多个部件联接而成。
这些受力构件受力很复杂，要对这类构件作精确计算是十分困难的。
2、实用计算联接件的实用计算法，是根据联接件实际破坏情况，对其受力及应力分布作出一些假设和简化，从而建名义应力公式，以此公式计算联接件各部分的名义工作应力。
另一方面，直接用同类联接件进行破坏试验，再按同样的名义应力公式，由破坏载荷确定联接件的名义极限应力，作为强度计算依据。
实践证明，用这种实用计算方法设计的联接许是安全可靠的。
3、剪切的实用计算联接件一般受到剪切作用，并伴随有挤压作用。
剪切变形是杆件的基本变形之一，它是指杆件受到一对垂直于杆轴的大小相等、方向相反、作用线相距很近的力作用后所引起的变形，如图3—1a 所示。
此时，截面cd 相对于ab 将发生错动（滑移）（图3—1b ）即剪切变形。
若变形过大，杆件将在cd 面和ab 面之间的某一截面m —m 处被剪断，m —m 截面称为剪切面。
联接件被剪切的面称为剪切面。
剪切的名义切应力公式为AQ=τ，式中Q 为剪力，A 为剪切面面积，剪切强度条件为[]ττ≤=AQ4、挤压的实用计算联接件中产生挤压变形的表面称为挤压面。
名义挤压应力公式为jyjy jyA F =σ，式中F jy 为挤压力，A jy 是挤压面面积。
当挤压面为平面接触时(如平键)，挤压面积等于实际承压面积；当接触面为柱面时，挤压面积为实际面积在其直径平面上投影。
挤压强度条件为[]jy jyjy jy A F σσ≤=(a)(b)二、重点与难点1、确定剪切面和挤压面、名义挤压面积的计算。
2、注意区分挤压变形和压缩变形的不同，压缩是杆件的均匀受压，挤压则是在联接件的局部接触区域的挤压现象，在挤压力过大时，会在局部接触面上产生塑性变形或压碎现象。
三、解题方法要点1、在进行联接件的强度计算时，首先要判断剪切面和挤压面，并确定剪切面积和挤压面积。
化工设备机械基础课程介绍资料
化工设备机械基础《化工设备机械基础》是为青岛科技大学化工学院、环境与安全工程学院相关专业开设的一门专业必修课，是一门综合性很强的机械类课程。
《化工设备机械基础》以力学基础、化工设备常用材料、化工容器设计、典型化工设备、压力容器的使用与管理等为主要教学内容，以使学生掌握化工设备的设计、使用、管理和维护的基本知识和基本技能为教学目的，逐步培养和深化学生的工程意识，提髙英分析问题和解决实际问题的能力。
对全而提髙学生的职业素养和职业能力具有非常重要的作用。
一、课程教学目的《化工设备机械基础》课程的教学目的是：通过理论教学和实践教学环石，使学生掌握化工设备及其构件的受力和分析方法、化工设备常用材料及其选择、化工容器规范设计、压力容器使用和管理等方而的基本知识和基本技能，逐步培养和深化学生的工程意识，提高英分析问题和解决实际问题的能力。
为学生将来从事化工设备机械的设让、使用、管理和维护打下基础。
二、课程研究的主要内容：（1）力学基础（包括静力学和材料力学）能够熟练地对平而一般力系（包括汇交力系、平行力系、和力偶系）进行分析，正确地运用平衡方程求解约朿反力。
熟练掌握力学性能的有关槪念，能够对拉伸和压缩、剪切和挤压压、扭转、弯曲等基本变形进行应力强度分析和变形分析，熟悉常用的几个强度理论及其适用范围。
（2）化工设备常用材料掌握常用设备常用材料的分类、牌号和性能，能够为化工设备正确的选择材料。
（3）化工容器部分掌握薄膜应力理论及其适用范围，能够对常低压化工设备的筒体和封头进行强度和稳定性设计，掌握化工设备通用零部件的选用方法。
（4）典型化工设备介绍塔设备、换热设备、搅拌反应釜的结构及基本计算，介绍有关化工设备图阅读及绘制的内容。
使学生掌握典型化工设备的结构与基本原理，进一步培养学生的设计能力，增强学生的工程意识和实践动手能力。
（5）容器的使用与管理介绍压力容器安全使用、维护与管理的相关知识和国家对压力容器监察管理的有关法律法规，培养和深化学生的安全操作和规范使用压力容器的意识。
第三章 受拉(压)构件的强度计算和受剪切构件的实用计算汇总
3.1 受拉直杆的强度计算
受拉（压）直杆的强度条件：
轴力
最大工作应力
S [ ] A
横截面积
材料的许用应力
max
简单拉伸直杆的强度条件：
P [ ] A
3.1 受拉直杆的强度计算
二、强度条件的应用
max
1、强度校核：
S max Amin
3.1 受拉直杆的强度计算
2）
S [ ] S [ ] A A AB杆： S N1 2F [ ] A
F [ ]2 A1 / 2 120106 8.16104 97.92kN
BC杆：S N2 3F [ ]A
F [ ]A2 / 3
9.52 MPa
P
P
Ajy
AQ
P 40 7 10 jy Ajy cb 4.5 12 7.4MPa
Pjy
3.2 拉（压）杆连接部分剪切和挤压强度计算
例2 已知：P=100KN，销钉d=30mm， t=20mm， [τ]=60Mpa，[σjy]=80MPa （1）校核销钉强度； （2）若强度不够，应改用多大直径的销钉？
安全系数 n>1
关于安全因数的考虑： （1）极限应力的差异； （2）构件横截面尺寸的变异； （3）荷载的变异； （4）计算简图与实际结构的差异； （5）考虑强度储备。
3.1 受拉直杆的强度计算
塑性材料: 脆性材料:
[ ]
s
ns
或 [ ]
0.2
ns
[ ]
b
nb
ns一般取 1.5 ~ 2.0
N1 sin 30 F 0 N1 cos30 N2 0
受拉(压)构件的强度计算35页PPT
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
第三章 杆件的应力与强度计算(剪切、挤压、应力集中)
R=50
R=50
400
解：剪切面的面积为
A 2bt dt 2 4005 3.14 2505 5570mm 2
F Ab
F A 1671KN b
补充题：冲床的最大冲压力P=400KN，冲头材料的许用压应力 []=440MPa，钢板的剪切强度极限b=360MPa。试求冲头能冲剪 的最小孔径d和最大的钢板厚度。
（4）不同材料与受力情况对于应力集中的敏感程度不同。
钢板
P
冲头
d
冲模
P
钢板 P
冲模
P
冲头
d
剪切面
解：冲头为轴向压缩变形
d FN
A
P 2 [ ]
4
d =34mm
P
钢板 P
冲模
P
冲头
d
剪切面
由钢板的剪切破坏条件
FS P
A d b
10.4mm
§3-13 应力集中
一 、应力集中
1、等截面直杆受轴向拉压时，横截面上应力 均匀分布 ；
FN
d
例4 一铆接头如图所示，受力P=110kN，已知钢板厚度为 t=1cm
，宽度 b=8.5cm ，许用应力为[ ]= 160M Pa ；铆钉的直径 d=1.6cm，许用切应力为[]= 140M Pa ，许用挤压应力为[bs]=
320M Pa，试校核铆接头的强度。（假定每个铆钉受力相等。）
P
P 解：受力分析如图
A 2、由于工程需要,有些构件必须有切口、切槽、 油孔、螺纹、轴肩等，
P
P
P
P
使得这些部位的截面尺寸突变。 那么在尺寸突变处应力如何分布呢？
带有圆孔的平板 为了确定在尺寸突变处的应力分布规律， 采用有限元计算了带有圆孔的平板的应力。
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3.1 受拉直杆的强度计算
例5：一起重用吊环，侧臂AC和AB由两个横截面为矩形的 锻钢杆构成。h=120mm， b=36mm，许用应力为80MPa。 求吊环的最大起重量。 F 解： N AB A
120 36 80 345 .6kN
A
960
静力平衡条件
Y 0
960 0.92
3.1 受拉直杆的强度计算
2）
S [ ] S [ ] A A AB杆： S N1 2F [ ] A
F [ ]2 A1 / 2 120106 8.16104 97.92kN
BC杆：S N2 3F [ ]A
F [ ]A2 / 3
3.2 拉（压）杆连接部分剪切和挤压强度计算
三、某些连接零件的挤压强度计算
假设挤压应力均匀地分布在挤压面上，则实用挤压应 力：
jy
Pjy Ajy
挤压力 挤压面积
Ajy：接触面在垂直Pjy方向上的投影面的面积。
挤压应力分布
3.2 拉（压）杆连接部分剪切和挤压强度计算
三、某些连接零件的挤压强度计算
Pjy
3.2 拉（压）杆连接部分剪切和挤压强度计算
（2）改选销钉直径
Q Q [ ] ① 按剪切强度计算 2 A / 4d
得
d
4Q 4 501000 32.6m m 6 [ ] 6010
② 按挤压强度校核
100 1000 P 76.7 MPa jy Ajy 2td 2 0.02 0.0326
第三章 受拉（压）构件的强度 计算和受剪切构件的实用计算
3.1 受拉直杆的强度计算
3.1 受拉直杆的强度计算 一、强度条件的建立与许用应力的确定 1. 受拉直杆的强度条件
受拉直杆的强度条件：构件不发生破坏的条件
受拉直杆横截面上的实际应力（工作应力）计算公式 为： 轴力 S 横截面积 A 直杆受简单拉伸时的工作应力：
剪切面：构件发生相互错动的截面，如m–m 。
P P
P
m
m
P
剪切面
外力P增大到一定程度时， 构件将沿剪切面被破坏或剪断。 m
Q
剪切面 m P
3.2 拉（压）杆连接部分剪切和挤压强度计算
剪切变形的受力特点和变形特点：
①受力特点： 构件受两组大小相等、方向相反、作用线相互很近 （差一个几何平面）的平行力系作用。 ②变形特点： 构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动。 （合力） P m
N1 sin 30 F 0 N1 cos30 N2 0
N1 2 F
N2 3 / 2N1 3F
F
AB杆： 20103 N1 2F 24.5MPa [ ] 120MPa 1 4 A1 2 A 8.1610 BC杆： 4 3 20103 3F N2 49MPa [ ] 120MPa 2 2 2 3.14 0.03 A2 d 所以强度足够 4
48.97 103 2 4 . 08 cm A1 F /[ ] 120106
每根角钢截面积不小于4.08cm2（原A=8.16cm2）， 即可满足强度条件。据此可以选择角钢型号。 F
C N2 B N1
A
N1 2 F N2 3F
3.1 受拉直杆的强度计算
例4：一悬臂吊车，其结构和尺寸如图所示。已知电葫芦自 重G=5kN，起重量Q=15kN，拉杆BC采用A3圆钢，其许用应 力[σ]=140MPa，横梁自重不计，试选择拉杆BC的直径d。 解：根据受力分析（BC 二力杆，B点三力平衡汇 交定理），BC杆轴力：
挤压面积Ajy：接触面在垂直Pjy方向上的投影面的面积。 铆钉或螺栓连接
P P
Ajy d h
d h
2h d
键连接
A jy l h 2
l
h
b
3.2 拉（压）杆连接部分剪切和挤压强度计算
三、某些连接零件的挤压强度计算
挤压强度条件：
jy
Pjy Ajy
[ jy ]
许用挤压应力[σjy]常由实验方法确定 许用挤压应力[σjy]与许用拉应力[σ]有以下关系： 塑性材料 [ jy ] 1.5 ~ 2.5[ ] 脆性材料 [ jy ] 0.9 ~ 1.5[ ]
S Q 105 103 N
横截面积
A 6 103 mm2
N N
3.1 受拉直杆的强度计算
S 105103 拉杆的应力： 17.5MPa 3 A 6 10
Q235号钢的屈服极限为 s 235MPa 许用应力
235 58.75MPa ns 4
s
根据强度条件
17.5MPa 58.75MPa
拉杆符合强度要求
3.1 受拉直杆的强度计算
2 A 8 . 16 cm 例3： 托架如图所示， 已知d=30mm，每根角钢 [ ] 120MPa ，试求：1）F=20KN，校核强度；2）计算许
可载荷[F]；3）按强度重选截面尺寸。 解：1）以铰链B为研究对象
S 已知构件材质、载荷和尺寸，考察是否 A 2、设计截面：
已知构件材质、载荷，设计构件的尺寸（截面
Amin），即 A S /[ ] 3、确定许可载荷：
已知构件材质、尺寸，可以确定许可载荷 （SP）， 即 S [ ] A 或 Smax [ ] A
3.1 受拉直杆的强度计算
C 1.5m
A 4m
B
N BC sin G Q 0 N BC G Q / sin
20 1.52 42 / 1.5 56.8kN
A N max
Q+G C A NBC
56.8 103 406m m2 140
B
NBA Q+G
d 22.8 mm 取 d 25 பைடு நூலகம்m
例1：气动夹具如图，已知D=140mm，p=0.6Mpa，活塞杆 材料[σ]=80MPa，试求活塞杆直径d。 解：活塞杆为拉杆，拉力 为P（d＜＜D，计算时可 忽略，偏于安全） p D d
P p
D 2
4
0.6 10
6
0.142
4
9230N
S P A A
3.2 拉（压）杆连接部分剪切和挤压强度计算
三、某些连接零件的挤压强度计算
挤压：构件局部面积的承压现象。 一般来讲，承受剪切的构 件在发生剪切变形的同时都 伴随有挤压。 挤压变形：在接触面产生 的变形。 挤压力：作用在接触面上 的压力，用Pjy表示。 挤压应力：挤压力相对应的应力，用σjy表示。
P P
3.2 拉（压）杆连接部分剪切和挤压强度计算
应用：
1 ）校核强度： [ ]； jy [ jy ]
Pjy Q 2）设计尺寸： A ；Ajy [ ] [ jy ]
3 ）设计载荷： Q A[ ]；Pjy Ajy [ jy ]
3.2 拉（压）杆连接部分剪切和挤压强度计算
Pjy
jy 80MPa
挤压强度足够 可选用 d=35mm的标准圆柱销
3.2 拉（压）杆连接部分剪切和挤压强度计算
P A
拉力 横截面积
3.1 受拉直杆的强度计算
极限应力：
材料的极限应力：保证正常工作条件下，该材料所能 承受的最大应力值。 正常工作：一是不变形，二是不破坏。 极限应力u 塑性材料: s 或0.2
脆性材料: b
3.1 受拉直杆的强度计算
2. 许用应力
许用应力 [ ]
u
n
极限应力
典型剪切实例：
铆钉连接
螺栓连接
销轴连接
平键连接
3.2 拉（压）杆连接部分剪切和挤压强度计算
剪切：作用在构件（铆钉）两个侧面上受与构件轴线垂 直的外力，使构件两部分有沿中面m-m发生相对错动的趋 势，这种截面间的相对错动称为剪切变形。
m 上刀刃 m F
下刀刃
错动
F
F F
F 错动
m
m F
3.2 拉（压）杆连接部分剪切和挤压强度计算
120106 0.032 F 48.97kN 4 3
所以，许可载荷[F]=48.97KN。
N2 3F F
N2
B N1
C
N1 2 F
A
3.1 受拉直杆的强度计算
3）重选合理截面 当托架承受载荷F=[F]=48.97KN时，杆AB工作应力 σ <<[σ] ，其承载能力未能充分利用。 S [ ] A S /[ ] N1 /[ ] 2 A1 2F /[ ] A
A
d 2
4
P /
4 9230 4P 12m m d 6 8010 [ ]
3.1 受拉直杆的强度计算
例2：上料小车，每根钢丝绳的拉力Q=105kN，每根拉杆 的面积A=60100mm2，材料为Q235钢，安全系数n=4。 试校核拉杆的强度。 由于钢丝绳的作用，拉 解： 杆轴向受拉，每根拉杆的轴 力
安全系数 n>1
关于安全因数的考虑： （1）极限应力的差异； （2）构件横截面尺寸的变异； （3）荷载的变异； （4）计算简图与实际结构的差异； （5）考虑强度储备。
3.1 受拉直杆的强度计算
塑性材料: 脆性材料:
[ ]
s
ns
或 [ ]
0.2
ns
[ ]
b
nb
ns一般取 1.5 ~ 2.0
解：销钉受力如图，Q=P/2=50KN
（1）校核 Q 50 1000 70.8MPa 2 A / 4 0.03
[ ] 60MPa
所以销钉强度不够。