考研網(wǎng)804材料力學(xué)材力課件

材料力學(xué)

第三章剪切實(shí)用計(jì)算材料力學(xué)F12BAC

一、剪切概念及其實(shí)用計(jì)算連接件：鉚釘、銷釘、螺栓、鍵等。連接件受力以后產(chǎn)生的變形主要是剪切變形。材料力學(xué)FF*受力特征：桿件受到兩個(gè)大小相等，方向相反、作用線垂直于桿的軸線并且相互平行且相距很近的力的作用。*變形特征：桿件沿兩力之間的截面發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，直至破壞（小矩形）。剪切面剪切面：發(fā)生錯(cuò)動(dòng)的面。單剪：有一個(gè)剪切面的桿件，如鉚釘。剪切實(shí)用計(jì)算材料力學(xué)一個(gè)剪切面單剪剪切實(shí)用計(jì)算材料力學(xué)

雙剪：有兩個(gè)剪切面的桿件，如螺栓。F/2F/2F材料力學(xué)求應(yīng)力（剪應(yīng)力）：*實(shí)用計(jì)算方法：根據(jù)構(gòu)件破壞的可能性，以直接試驗(yàn)為基礎(chǔ)，以較為近似的名義應(yīng)力公式進(jìn)行構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算。名義剪應(yīng)力：假設(shè)剪應(yīng)力在整個(gè)剪切面上均勻分布。剪切實(shí)用計(jì)算材料力學(xué)剪切強(qiáng)度條件：名義許用剪應(yīng)力1、選擇截面尺寸;2、確定最大許可載荷，3、強(qiáng)度校核。可解決三類問題：在假定的前提下進(jìn)行實(shí)物或模型實(shí)驗(yàn)，確定許用應(yīng)力。剪切實(shí)用計(jì)算材料力學(xué)Fdt沖頭鋼板沖模例題3-1圖示沖床的最大沖壓力為400KN，被沖剪鋼板的剪切極限應(yīng)力為,試求此沖床所能沖剪鋼板的最大厚度

t。已知d=34mm。剪切實(shí)用計(jì)算材料力學(xué)FFF剪切面解：剪切面是鋼板內(nèi)被沖頭沖出的圓柱體的側(cè)面：t沖孔所需要的沖剪力：故即剪切實(shí)用計(jì)算材料力學(xué)例題3-2

凸緣聯(lián)軸節(jié)傳遞的力偶矩Me＝200N·m，凸緣之間用4只螺栓相聯(lián)接，螺栓直徑d＝10mm，對稱地分布在D=80mm的圓周上，已知螺栓和軸的材料均為35號鋼，其許用應(yīng)力[]=60MPa,試校核螺栓的剪切和強(qiáng)度。TT凸緣材料力學(xué)二、擠壓概念及其實(shí)用計(jì)算擠壓：連接件和被連接件在接觸面上相互壓緊的現(xiàn)象。FF/2F/2F/2F/2F剪切實(shí)用計(jì)算材料力學(xué)擠壓引起的可能的破壞：在接觸表面產(chǎn)生過大的塑性變形、壓碎或連接件（如銷釘）被壓扁。*擠壓強(qiáng)度問題（以銷為例）擠壓力（中間部分）：F/2F/2F擠壓面：直徑等于d，高度為接觸高度的半圓柱表面。擠壓應(yīng)力：擠壓面上分布的正應(yīng)力。剪切實(shí)用計(jì)算材料力學(xué)*擠壓實(shí)用計(jì)算方法：假設(shè)擠壓應(yīng)力在整個(gè)擠壓面上均勻分布。擠壓面面積的計(jì)算：1、平面接觸（如平鍵）：擠壓面面積等于實(shí)際的承壓面積。FFbhlh——平鍵高度l——平鍵長度剪切實(shí)用計(jì)算材料力學(xué)鍵:連接軸和軸上的傳動(dòng)件（如齒輪、皮帶輪等）,使軸和傳動(dòng)件不發(fā)生相對轉(zhuǎn)動(dòng)，以傳遞扭矩。材料力學(xué)2、柱面接觸（如鉚釘）：擠壓面面積為實(shí)際的承壓面積在其直徑平面上的投影。d——鉚釘或銷釘直徑，——接觸柱面的長度擠壓強(qiáng)度條件：剪切實(shí)用計(jì)算材料力學(xué)*注意：在應(yīng)用擠壓強(qiáng)度條件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，要注意連接件與被連接件的材料是否相同，如不同，應(yīng)對擠壓強(qiáng)度較低的材料進(jìn)行計(jì)算，相應(yīng)的采用較低的許用擠壓應(yīng)力。名義許用擠壓應(yīng)力，由試驗(yàn)測定。*擠壓強(qiáng)度條件：剪切實(shí)用計(jì)算材料力學(xué)例題3-3兩矩形截面木桿，用兩塊鋼板連接如圖示。已知拉桿的截面寬度b=25cm，沿順紋方向承受拉力F=50KN，木材的順紋許用剪應(yīng)力為,順紋許用擠壓應(yīng)力為。試求接頭處所需的尺寸L和。FFLLb剪切實(shí)用計(jì)算材料力學(xué)FF/2F/2解：剪切面如圖所示。剪切面面積為：剪切面由剪切強(qiáng)度條件：由擠壓強(qiáng)度條件：剪切實(shí)用計(jì)算材料力學(xué)剪切實(shí)用計(jì)算材料力學(xué)例題3-3厚度為的主鋼板用兩塊厚度為的同樣材料的蓋板對接如圖示。已知鉚釘直徑為d=2cm，鋼板的許用拉應(yīng)力，鋼板和鉚釘許用剪應(yīng)力和許用擠壓應(yīng)力相同，分別為，。若F=250KN，試求（1）每邊所需的鉚釘個(gè)數(shù)n；（2）若鉚釘按圖(b)排列，所需板寬b為多少？FF剪切實(shí)用計(jì)算FFb材料力學(xué)FF圖(b)圖(a)FF圖(b)剪切實(shí)用計(jì)算材料力學(xué)解：可采用假設(shè)的計(jì)算方法：假定每個(gè)鉚釘所受的力都是一樣的?？赡茉斐傻钠茐模海?）因鉚釘被剪斷而使鉚接被破壞；

（2）鉚釘和板在釘孔之間相互擠壓過大，而使鉚接被破壞；（3）因板有釘孔，在截面被削弱處被拉斷。剪切實(shí)用計(jì)算材料力學(xué)（1）鉚釘剪切計(jì)算F/nF/2nF/2nF/2n（2）鉚釘?shù)臄D壓計(jì)算剪切實(shí)用計(jì)算材料力學(xué)因此取n=4.（3）主板拉斷的校核。FF/nF/nF/nF/nFF/2II危險(xiǎn)截面為I-I截面。主板的強(qiáng)度條件為（忽略應(yīng)力集中的影響）：t剪切實(shí)用計(jì)算材料力學(xué)三、純剪切的概念純剪切——若單元體各個(gè)面上只承受剪應(yīng)力而沒有正應(yīng)力。單元體——是指圍繞受力物體內(nèi)一點(diǎn)截取一邊長為無限小的正立方體，以表示幾何上的一點(diǎn)。純剪切的概念材料力學(xué)TT純剪切的變形規(guī)律與材料在剪切下的力學(xué)性質(zhì)，通過薄壁圓筒的純扭轉(zhuǎn)進(jìn)行研究。純剪切的概念材料力學(xué)ABCDABCD（1）橫截面上存在剪應(yīng)力材料力學(xué)（2）其他變形現(xiàn)象：圓周線之間的距離保持不變，仍為圓形，繞軸線產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動(dòng)。橫截面上不存在正應(yīng)力，且橫截面上的剪應(yīng)力的方向是沿著圓周的切線方向，并設(shè)沿壁厚方向是均勻分布的。純剪切的概念T薄壁圓筒橫截面上的剪應(yīng)力分布材料力學(xué)*薄壁圓筒縱截面上的剪應(yīng)力純剪切的概念dxdydz剪應(yīng)力互等定理：二個(gè)相互垂直的截面上，剪應(yīng)力大小相等方向相反。材料力學(xué)*剪切虎克定律ACDB其中G是材料的剪切彈性模量。且實(shí)驗(yàn)證明：當(dāng)剪應(yīng)力不超過材料的比例極限時(shí)，剪應(yīng)力與剪應(yīng)變成正比。即單位：Mpa、Gpa.純剪