课题8剪切变形课件.ppt

1、第1页，共21页。第2页，共21页。当作用在构件两个侧面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时，介于作用力之间的各截面将沿着力的方向发生相对错动，构件的这种变形称为剪切变形。第3页，共21页。如果接触面上只是表面上的一个不大的区域，而传递的压力又比较大，则接触表面就很可能被压缩（产生显著的塑性变形），甚至压碎，这种现象称为挤压变形。第4页，共21页。第5页，共21页。FF（a）FmmF（b）（c）FFQFQF（d）F第6页，共21页。式中式中 :FQFQ剪切面上的剪力；剪切面上的剪力；A A受剪面积。受剪面积。为了保证构件在工作中不被剪断，必须使构件的工作为了保证构件在工作中

2、不被剪断，必须使构件的工作剪应力小于许用剪应力，即剪应力小于许用剪应力，即AFQAFQ第7页，共21页。许用剪应力许用剪应力 ，可以从有关设计手册中查得。，可以从有关设计手册中查得。在一般情况下，材料的许用剪应力在一般情况下，材料的许用剪应力 与许用拉与许用拉应力应力 之间有以下近似关系：之间有以下近似关系：塑性材料塑性材料 脆性材料脆性材料 与拉压变形的强度条件一样，剪切强度条件也与拉压变形的强度条件一样，剪切强度条件也可用来解决三类问题：校核强度、设计截面尺可用来解决三类问题：校核强度、设计截面尺寸和确定许可载荷。寸和确定许可载荷。)8.06.0()0.18.0(第8页，共21页。【例例8

3、-18-1】有两块钢板用螺栓连接，如图（a）所示，已知螺栓直径d18mm，许用切应力 60MPa。试求螺栓所能承受的许可载荷。第9页，共21页。【分析分析】（1）求剪切面上的许可剪力FQ依据 得:N (2)求螺栓所能承受的许可载荷F 由于FFQ，所以螺栓所能承受的许可载 荷为 FFQ15260.4N15.26kN AFQ4.1526014.31841602AFQ第10页，共21页。第11页，共21页。在挤压面上，由挤压力引起的应力叫做挤在挤压面上，由挤压力引起的应力叫做挤压应力，用表示。挤压应力在挤压面上的压应力，用表示。挤压应力在挤压面上的分布规律也是比较复杂的，工程上同样是分布规律也是比较

4、复杂的，工程上同样是采用采用“实用计算实用计算”，认为挤压应力在挤压，认为挤压应力在挤压面上是均匀分布的，所以挤压应力为面上是均匀分布的，所以挤压应力为 式中式中 FbsFbs挤压面上的挤压力；挤压面上的挤压力；Abs Abs挤压面积。挤压面积。bsbsbsAF第12页，共21页。FF（a）bs（b）MNN（c）bsOP第13页，共21页。为了保证构件不产生局部挤压塑性变形，为了保证构件不产生局部挤压塑性变形，必须满足工作挤压应力不超过许用挤压应必须满足工作挤压应力不超过许用挤压应力的条件，即力的条件，即 此式就是挤压强度条件。此式就是挤压强度条件。bsbsbsbsAF第14页，共21页。是材

5、料的许用挤压应力，它可根据试是材料的许用挤压应力，它可根据试验来确定。工程中常用材料的许用挤压应验来确定。工程中常用材料的许用挤压应力，可以从有关手册中查得。在一般情况力，可以从有关手册中查得。在一般情况下，许用挤压应力下，许用挤压应力 与许用拉应力与许用拉应力 存在存在着以下的近似关系：着以下的近似关系：塑性材料塑性材料 脆性材料脆性材料 当连接件与被连接件的材料不同时，应以当连接件与被连接件的材料不同时，应以连接中抵抗挤压能力弱的构件来进行挤压连接中抵抗挤压能力弱的构件来进行挤压强度计算。强度计算。bsbs)5.25.1(bs)5.19.0(bs第15页，共21页。【例例8-28-2】一铆

6、接接头如图所示，两块板的的尺寸完全相同，其厚度h2mm、宽度b15mm，板的许用拉应力 160MPa；铆钉直径d4mm，许用剪应力 100MPa，许用挤压应力 300MPa，试计算该接头的许可载荷。bsFFFFdhb第16页，共21页。【分析分析】（1）破坏形式分析 该接头主要有三种破坏形式：铆钉被剪断、铆钉与孔壁互相挤压，使铆钉和孔壁产生显著的塑性变形；板沿孔所在的截面被拉断。所以，对该铆钉接头进行许可载荷计算时，要考虑上述三种形式的强度问题。第17页，共21页。（2）载荷计算 首先，按铆钉的剪切强度计算：依据 得:N 由于剪力FQF，此时，许可载荷F1256N；其次，按铆钉的挤压强度计算：

7、依据 得:N 由于挤压力FbsF，此时，许可载荷F2400N；最后，按板的拉伸强度计算：依据 得:N 由于轴力FNF，此时，许可载荷F3520N。综合考虑以上三种情况，该接头的许可载荷F1256N1.256kN。AFQ125614.34411002AFQbsbsbsbsAF2400300024bsbsbsbsdhAFAFN35201602)415()(hdbAFN第18页，共21页。第19页，共21页。式中的式中的G G称为材料的切变模量，是表示材料称为材料的切变模量，是表示材料抵抗剪切变形能力的物理量，它的单位与抵抗剪切变形能力的物理量，它的单位与应力的单位相同。各种材料的应力的单位相同。各种材料的G G值由实用测值由实用测定，可从有关手册中查得。定，可从有关手册中查得。G)1(2EG第20页，共21页。若单元体上，只有剪应力而无正应力作用，这种受力情况称为纯剪切。第21页，共21页。