1、3-10 3-10 连接件的强度计算连接件的强度计算-剪切与挤压剪切与挤压 一、一、剪切的概念剪切的概念二二.剪切面上的内力剪切面上的内力三、剪切面上的应力三、剪切面上的应力四、剪切的实用强度计算四、剪切的实用强度计算五、挤压的实用计算五、挤压的实用计算3-10 3-10 连接件的强度计算连接件的强度计算-剪切与挤压剪切与挤压 上刀刃下刀刃一、一、剪切的概念剪切的概念上刀刃下刀刃键221 1、受力特点、受力特点在杆件的某截面两侧作在杆件的某截面两侧作用着大小相等，方向相用着大小相等，方向相反，作用线相互平行的反，作用线相互平行的两组外力。两组外力。2 2、变形特点、变形特点构件的两部分沿着剪切
2、构件的两部分沿着剪切面发生相对错动面发生相对错动上刀刃下刀刃22剪切面剪切面3.3.剪切变形的定义剪切变形的定义 当杆件的某截面两侧作用着大当杆件的某截面两侧作用着大小相等，方向相反，作用线相互平行小相等，方向相反，作用线相互平行的两组外力，构件的两部分沿着两侧的两组外力，构件的两部分沿着两侧外力之间、并与外力作用线平行的截外力之间、并与外力作用线平行的截面发生相对错动，这种变形叫做面发生相对错动，这种变形叫做剪切剪切变形变形。上刀刃下刀刃22剪切面剪切面剪切变形通常发生在连接件上或者剪切变形通常发生在连接件上或者冲压等发生剪切破坏的构件上。冲压等发生剪切破坏的构件上。连接件连接件：在构件连接
3、处起连接作在构件连接处起连接作用的部件。螺栓、铆钉、销钉、键用的部件。螺栓、铆钉、销钉、键3-10 3-10 连接件的强度计算连接件的强度计算-剪切与挤压剪切与挤压 一、剪切的概念一、剪切的概念二二.剪切面上的内力剪切面上的内力三、剪切面上的应力三、剪切面上的应力四、剪切的实用强度计算四、剪切的实用强度计算五、挤压的实用计算五、挤压的实用计算二二.剪切面上的内力剪切面上的内力截面法截面法求剪切面的内力求剪切面的内力FFFFFSSx00剪切面的内力为剪切面的内力为剪力剪力FS三三.剪切面上的应力剪切面上的应力SFA平均切应力平均切应力A-剪切面的面积剪切面的面积-名义切应力名义切应力四四.剪切的
4、实用强度计算剪切的实用强度计算AFuuS1.1.名义极限切应力名义极限切应力-剪切破坏时的名义切应力剪切破坏时的名义切应力2.2.许用切应力许用切应力 nu3.3.剪切的破坏条件剪切的破坏条件uAFS4.4.剪切的强度条件剪切的强度条件 AFS例例 如图所示冲床，如图所示冲床，F Fmaxmax=400kN=400kN，冲头，冲头 400MPa400MPa，冲剪钢，冲剪钢板板u u=360 MPa=360 MPa，设计冲头的最小直径值及钢板厚度最大值。，设计冲头的最小直径值及钢板厚度最大值。解解(1)(1)按冲头的压缩强度计算按冲头的压缩强度计算d d，得由AFN FFdAN24 cmPd4.
5、34(2)(2)按钢板剪切破坏条件计算按钢板剪切破坏条件计算 t tuAFsuFdtAcmdFtu04.1例例 齿轮用平键与轴连接，已知轴的直径齿轮用平键与轴连接，已知轴的直径d=70mm，键的尺寸为键的尺寸为bhl=2012 100mm，传递的扭转力偶矩传递的扭转力偶矩Me2kN.m，键的许用应力键的许用应力=60MPa，试校核键的剪切强度。试校核键的剪切强度。.2 AFSblA MPa60MPa6.282eSbldMAFdMdMFeeS22/解：解：五五.挤压的实用计算挤压的实用计算1.挤压现象挤压现象在外力作用下，连接件和被连接件之间在接触在外力作用下，连接件和被连接件之间在接触面上相互
6、压紧的现象叫做挤压现象。面上相互压紧的现象叫做挤压现象。螺栓压扁螺栓压扁孔变形孔变形钢板边缘压皱钢板边缘压皱2.挤压应力挤压应力假设挤压面上应力均匀分布，则假设挤压面上应力均匀分布，则名义挤压应力名义挤压应力bsbsbsbsbsFAFA挤压力：接触面上的相互作用力挤压力：接触面上的相互作用力计算挤压面积计算挤压面积平面接触：接触面积平面接触：接触面积曲面接触：接触面在垂直于挤压方曲面接触：接触面在垂直于挤压方向上的投影向上的投影3.挤压的强度条件挤压的强度条件bsbsbsbsAF实际接触面直径投影面 注：当连接件与被连接件材料不同时，应当校核其注：当连接件与被连接件材料不同时，应当校核其中许用
7、挤压应力较低的材料的挤压强度。中许用挤压应力较低的材料的挤压强度。例例 电 瓶 车 挂 钩 由 插 销 联 接，如 图 示。插 销 材 料 为电 瓶 车 挂 钩 由 插 销 联 接，如 图 示。插 销 材 料 为 2 02 0 钢钢,=30MPa,bs100MPa，直径直径d=20mm。挂钩及被联接的板挂钩及被联接的板件的厚度分别为件的厚度分别为t=8mm和和1.5t=12mm。牵引力牵引力F=15kN。试校核插试校核插销的强度。销的强度。22 AFS MPa9.231020210154242332SdFAF22解解双剪切双剪切bs333bsbsbsMPa5.621020101210155.1
8、dtFAFbsbsbsbsAF2222L636332例例 某钢桁架的一个节点如图示。斜杆某钢桁架的一个节点如图示。斜杆A由两个由两个63636 6的等边角的等边角钢组成，受力钢组成，受力F=140kN的作用。该斜杆用螺栓连接在厚度为的作用。该斜杆用螺栓连接在厚度为t10mm的节点板上，螺栓直径为的节点板上，螺栓直径为d=16mm。若角钢、节点板、螺若角钢、节点板、螺栓的材料均相同，栓的材料均相同，170MPa，=130MPa,bs300MPa。试选择螺栓个数，并校核斜杆试选择螺栓个数，并校核斜杆A的拉伸强度。的拉伸强度。22L636332 AFS AFN 4/2/2SdnFAF 68.222dFn3n取整，bsbsbsbs2923/MPatdFAF MPaAF11110)166729(21014063NbsbsbsbsAF3-11 3-11 应力集中应力集中 由杆件截面骤然变化（或几何外形局部不规则）而由杆件截面骤然变化（或几何外形局部不规则）而引起的局部应力骤增现象，称为引起的局部应力骤增现象，称为应力集中应力集中。一一.应力集中应力集中二二.应力集中的表示应力集中的表示理论应力集中因数maxtK三三.应力集中的影响因素应力集中的影响因素1.结构变化程度的影响结构变化程度的影响2.材料性质的影响：塑性材料，脆性材料材料性质的影响：塑性材料，脆性材料
