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2_4(补充)剪切与挤压实用计算.ppt

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2_4(补充)剪切与挤压实用计算.ppt
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补充 剪 切 (Shear),(2学时),2,§1 工程实际中的剪切问题 §2 剪切和挤压的实用计算,3,剪切与挤压,4,剪切与挤压,5,剪切与挤压,6,剪切与挤压,7,剪切与挤压,飞机上的蒙皮是用铆钉连接的,铆钉受剪切作用。,8,9,10,11,上述实例均可以简化为如下的力学模型,剪切,,挤压,,12,§2-1 工程实际中的剪切问题 §2-2 剪切和挤压的实用计算,13,剪切的特点,变形特点:两个力之间的横截面发生相对错动,可能被剪断的横截面称为剪切面,受力特点:作用在杆件两个侧面上且与轴线垂直的外力(横力)大小相等、方向相反、作用线很近,14,发生剪切变形时,在受力的侧面上往往伴随发生挤压变形。 当挤压力较大时,挤压部分发生较大的塑性变形。,挤压的特点:,15,剪切与挤压,16,剪切与挤压,17,剪切的实用计算,剪切面上的内力—剪力Q,截面法,剪力是剪切面上内力的合力,用Q表示 剪力与外加横力大小相等,方向相反,18,剪切的实用计算,剪切面上的应力—剪应力τ,剪应力在剪切面上均匀分布 在剪切时伴随的弯曲、挤压对剪应力无影响。,,剪应力在剪切面上的分布情况比较复杂,在工程设计中为了计算方便,假设剪应力在剪切面上均匀分布。据此算出的平均剪应力称为名义剪应力。,19,剪切面上的应力—剪应力τ,铆钉剪切的有限元分析,20,剪切面上的应力—剪应力τ,切应力、挤压应力的分布函数很复杂,需用有限元等数值方法计算(如挤压应力属于接触问题) 为了方便工程,提出实用计算 —— 假定应力均匀分布,得到名义应力;本质算平均应力 剪切实用计算的步骤1、 算出剪力(根据静力平衡)2 、计算名义切应力(或平均切应力)3 、强度校核,21,剪切的强度计算,许用剪应力[τ]可以从有关设计手册中查得,或通过材料剪切实验来确定。,实用计算:带有经验性的计算方法,22,挤压的实用计算——挤压应力,假设挤压应力在挤压面上均匀分布,挤压力:作用在接触面上的压力 挤压变形:在接触处产生的变形 挤压面:挤压力的作用面 挤压应力:由于挤压而引起的应力,23,挤压应力,铆钉挤压,板上连接孔挤压,24,挤压应力,当挤压面为平面时,Abs等于此平面的面积 当挤压面为圆柱面时,Abs等于此圆柱面在直径面上的投影面积,即,25,挤压强度,挤压强度条件:,[σbs] 的数值可由试验确定。设计时可查有关手册。,实用计算:带有经验性的计算方法,26,,挤压强度,,,27,剪切与挤压,28,螺栓受力特点,1、横截面 mn, pq 上有剪力V作用,产生剪应力2、杆段①、②、③ 受到被联接构件的挤压,引起挤压应力,照片中的螺栓产生了塑性变形,并被剪断,基于螺栓的受力分析,容易预测出螺栓可能的失效形式(1)在截面mn, pq处被剪断(2)受挤压部分的半圆被“挤扁” (近似半椭圆),29,剪切与挤压-被联接构件受力特点,1、没有受剪力作用2、同螺栓杆段①、②、③ 对应半圆孔受到螺栓挤压,有可能导致变形过大而失效(变成近似椭圆孔)3、螺栓挤压,有可能把被联接构件端部豁开(一般将端部设计得充分长,抵御豁开力,因而对此不作计算),30,剪切与挤压,联接件(螺栓)中通常同时出现 —— 挤压应力、切应力 被联接构件通常只出现 —— 挤压应力,31,剪切与挤压,32,剪切与挤压,33,剪切与挤压,34,剪切与挤压,35,剪切与挤压,36,例: 图示受拉力P作用下的螺栓,已知材料的剪切许用应力[τ]是拉伸许用应力[σ]的0.6倍。求螺栓直径d和螺栓头高度h的合理比值。,37,解:,,圆面积,,38,例2-5: 拉杆头部尺寸如图所示,已知[τ] =100MPa,许用挤压应力[σbs]=200MPa。校核拉杆头部的强度,39,解:,40,例2-6 : 拉杆及头部均为圆截面,材料的许用剪应力[τ]=100 MPa,许用挤压应力[σbs]=240MPa。试由拉杆头的强度确定容许拉力[P]。,41,解:由剪应力强度条件:,由挤压强度条件:,42,例2-7:已知P、a、b、l。计算榫接头的剪力和挤压应力。,43,解:,44,例2-8:已知铝板的厚度为 t,剪切强度极限为 。为了将其冲成图示形状,试求冲床的最小冲力。,45,解:,
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