材料力学-11剪切与挤压的实用计算课件.ppt

1、目录剪切的概念及实用计算剪切的概念及实用计算挤压的概念及实用计算挤压的概念及实用计算剪切与挤压的实用计算剪切与挤压的实用计算目录一、剪切概念及其实用计算一、剪切概念及其实用计算目录钢板剪切分析钢板剪切分析目录FF*受力特征：受力特征：杆件受到两个大小相等，方杆件受到两个大小相等，方向相反、作用线垂直于杆的向相反、作用线垂直于杆的轴线并且相互平行且相距很轴线并且相互平行且相距很近的力的作用。近的力的作用。*变形特征：变形特征：杆件沿两力之间的截面发生错动，直至破坏（小矩形杆件沿两力之间的截面发生错动，直至破坏（小矩形 ）。）。剪切面剪切面剪切面：剪切面：发生错动的面。发生错动的面。单剪：单剪：有

2、一个剪切面的杆件，如铆钉。有一个剪切面的杆件，如铆钉。目录单单 剪剪 切切目录一个剪切面一个剪切面单剪单剪sF目录双双 剪剪 切切目录双剪：双剪：有两个剪切面的杆件，如螺栓有两个剪切面的杆件，如螺栓。F/2F/2F目录实用计算实用计算目录求应力（求应力（剪应力剪应力）：*实用计算方法实用计算方法：根据构件破坏的可能性，以直接试验：根据构件破坏的可能性，以直接试验为基础，以较为近似的名义应力公式进行构件的强度计为基础，以较为近似的名义应力公式进行构件的强度计算。算。名义剪应力名义剪应力：假设剪应力在整个剪切面上均匀分布。：假设剪应力在整个剪切面上均匀分布。AFs目录剪切强度条件：剪切强度条件：s

3、AF名义许用剪应力名义许用剪应力1 1、选择截面尺寸、选择截面尺寸;2 2、确定最大许可载荷，、确定最大许可载荷，3 3、强度校核。、强度校核。可解决三类问题：可解决三类问题：在假定的前提下进行在假定的前提下进行实物或模型实验，确实物或模型实验，确定许用应力。定许用应力。目录dt冲头冲头钢板钢板冲模冲模例题例题 图示冲床的最大冲压力为图示冲床的最大冲压力为400KN，被冲剪钢板的剪切极限，被冲剪钢板的剪切极限 应力为应力为 ,试求此冲床所能冲剪钢板的最大厚度试求此冲床所能冲剪钢板的最大厚度 t。已知。已知 d=34mm。23/10300mKN目录FF剪切面剪切面解解：剪切面是钢板内被：剪切面是

4、钢板内被 冲头冲出的圆柱体冲头冲出的圆柱体 的侧面：的侧面：dtAt冲孔所需要的冲剪力：冲孔所需要的冲剪力：0AF 6301030010400FA故故231033.1m即即mmmdt45.121245.01033.13目录二、挤压概念及其实用计算二、挤压概念及其实用计算铆钉截面变形铆钉截面变形目录铆钉挤压应力分布铆钉挤压应力分布 目录挤压挤压：连接件和被连接件在接触面上相互压紧的现象。：连接件和被连接件在接触面上相互压紧的现象。FF/2F/2F/2F/2F目录挤压引起的可能的破坏：挤压引起的可能的破坏：在接触表面产生过大的塑性变形、在接触表面产生过大的塑性变形、压碎或连接件（如销钉）被压扁。压

5、碎或连接件（如销钉）被压扁。*挤压强度问题挤压强度问题（以销为例）（以销为例）挤压力（中间部分）：挤压力（中间部分）：FFbF/2F/2F 挤压面挤压面 ：直径等于：直径等于d，高度为接，高度为接触高度的半圆柱表面。触高度的半圆柱表面。bsAbs挤压应力挤压应力 ：挤压面上分布的正应力。：挤压面上分布的正应力。目录*挤压挤压实用计算方法实用计算方法：假设挤压应力在整个挤压面上均匀分布。假设挤压应力在整个挤压面上均匀分布。bsbsAFb挤压面面积的计算：挤压面面积的计算：2hlAbs1 1、平面接触（如平键）：、平面接触（如平键）：挤压面面积等于实际的承压面积。挤压面面积等于实际的承压面积。FF

6、bhlh平键高度平键高度l平键长度平键长度目录平平 键键 受受 剪剪 面面目录平平 键键 切切 应应 力力目录平平 键键 挤挤 压压 应应 力力目录目录铆钉名义挤压应力铆钉名义挤压应力目录2 2、柱面接触（如铆钉）：、柱面接触（如铆钉）：挤压面面积为实际的承压面积在其直径挤压面面积为实际的承压面积在其直径 平面上的投影。平面上的投影。dAbsd铆钉或销钉直径，铆钉或销钉直径，接触柱面的长度接触柱面的长度挤压强度条件：挤压强度条件：bbsbsbsAFFF目录*注意：注意：在应用挤压强度条件进行强度计算时，要注意连接件与被连接在应用挤压强度条件进行强度计算时，要注意连接件与被连接件的材料是否相同，

7、如不同，件的材料是否相同，如不同，应对挤压强度较低的材料进行计应对挤压强度较低的材料进行计算，相应的采用较低的许用挤压应力。算，相应的采用较低的许用挤压应力。名义许用挤压应名义许用挤压应力，由试验测定。力，由试验测定。*挤压强度条件：挤压强度条件：bbsbsbsAF目录例题例题 两矩形截面木杆，用两块钢板连接如图示。已知拉杆的两矩形截面木杆，用两块钢板连接如图示。已知拉杆的截面宽度截面宽度 b=25cm，沿顺纹方向承受拉力，沿顺纹方向承受拉力F=50KN，木材的顺纹许，木材的顺纹许用剪应力为用剪应力为 ,顺纹许用挤压应力为顺纹许用挤压应力为 。试求。试求接头处所需的尺寸接头处所需的尺寸L和和

8、。MPaj1MPajy10FFLL b目录FF/2F/2解解：剪切面如图所示。剪：剪切面如图所示。剪 切面面积为：切面面积为：剪切面剪切面LbA由剪切强度条件：由剪切强度条件：2/sLbFAF2jbFLmm100由挤压强度条件：由挤压强度条件：2/bjyjyjybFAF2jybFmm10目录目录例题例题3-3 3-3 厚度为厚度为 的主的主钢板用两块钢板用两块厚度为厚度为 的同样的同样材料的盖材料的盖板板对接对接如图示。已知铆钉直径为如图示。已知铆钉直径为d=2cm，钢板的许用拉应，钢板的许用拉应力力 ，钢板和铆钉许用剪应力和许用挤压应力相同，分，钢板和铆钉许用剪应力和许用挤压应力相同，分别为

9、别为 ，。若。若F=250KN，试求，试求（1）每边所需的铆钉个数）每边所需的铆钉个数n；（2）若铆钉按图）若铆钉按图(b)排列，所需板宽排列，所需板宽b为多少？为多少？MPaj100MPajy280mmt121cmt62MPa160FFFFb目录FF图图(b)图图(a)FF图图(b)目录解：解：可采用可采用假设的计算方法假设的计算方法：假定每个铆钉所受的力都是一样的。假定每个铆钉所受的力都是一样的。可能造成的破坏：可能造成的破坏：（1）因铆钉被剪断而使铆接被破坏；）因铆钉被剪断而使铆接被破坏；（2）铆钉和板在钉孔之间相互挤压过大，而使铆接被）铆钉和板在钉孔之间相互挤压过大，而使铆接被 破坏；破坏；（3）因板有钉孔，在截面被削弱处被拉断。）因板有钉孔，在截面被削弱处被拉断。目录（1）铆钉剪切计算）铆钉剪切计算F/nF/2nF/2nF/2nsF412/2sjdnFAF22jdFn98.3（2）铆钉的挤压计算）铆钉的挤压计算/1bjyjyjydtnFAF1jydtFn72.3目录因此取因此取 n=4.（3）主板拉断的校核。）主板拉断的校核。FF/nF/nF/nF/nFF/2II危险截面为危险截面为I-I截面。截面。主板的强度条件为（忽略主板的强度条件为（忽略应力集中的影响）：应力集中的影响）：)2(1maxtdbFdtFb21cmm1717.0t目录