第二章 剪切与挤压.pptVIP

* 第二章 剪切与挤压 * DATE: Sep. 10, 1998 PLACE: Shanghai, China 事故原因：前起落架的联接销钉材料不合格，遭剪切破坏!！ * Me 轮 轴 键 （d） 工程实例：联接件的失效 （a） 铆钉 F F （b） 销钉 F F （c） 焊缝 F F * §2?1 剪切的概念 当杆件受到一对垂直于杆轴、大小相等、方向相反、作用线相距很近的力F 作用时，力F 作用线之间的各横截面都将发生相对错动，即剪切变形。 F F 连接件 F F F FS 发生相对错动的截面—剪切面 As 在剪切面上平行于截面的内力—剪力 FS * 计算切应力——平均切应力 (假定剪切面上切应力均匀分布) 极限切应力 许用切应力 剪切强度条件 §2?2 剪切的实用计算 （a） F Fs τ F （b） 铆钉 F F * §2?3 挤压的实用计算 挤压----连接件在发生剪切变形的同时，还伴随着局部受压现象。 挤压力----作用在承压面上的压力称为挤压力。若挤压力过大就会使接触处的局部区域发生塑性变形。 F Fbs * 计算挤压应力的计算式 挤压强度条件 Fbs为接触面上的挤压力； Abs为计算挤压面的面积； [σbs]为许用挤压应力。 挤压应力-----在承压面上由于挤压作用而引起的应力 计算挤压面------承压面在垂直于挤压力方向的平面上的投影 A B F Fbs ？？ * 明确六个概念 剪切面；挤压面； 剪力；挤压力； 剪应力，挤压应力 铆钉 F F * 铆钉连接的破坏有下列三种形式： （1）铆钉沿其剪切面被剪断； （2）铆钉与钢板之间的挤压破坏； （3）钢板沿被削弱了的横截面被拉断。 （c） F F （d） b F F （a） F F （b） b F F * 1、铆钉的剪切实用计算 设铆钉个数为n，铆钉直径为d，接头所受的拉力为F，假定铆钉只受剪切作用，切应力沿剪切面均匀分布，并且每个铆钉所受的剪力相等，即所有铆钉平均分担接头所承受的拉力F。 每个铆钉剪切面上的剪力为 剪切强度条件为 对于搭接方式，每个铆钉只有一个剪切面. （a） F F （b） b F F * 每个铆钉每个剪切面上的剪力为 剪切强度条件为 对于对接方式，每个铆钉有两个剪切面. （a） F F （b） b F F * 2、铆钉与钢板孔壁之间的挤压实用计算 挤压强度条件为 3、钢板的抗拉强度校核 由于铆钉孔的存在，钢板在开孔处的横截面面积有所减小，必须对钢板被削弱的截面进行强度校核。 * 例2?1 图示两块钢板搭接连接而成的铆接接头。钢板宽度b = 200mm，厚度t=8mm。设接头拉力F = 200kN，铆钉直径20mm，许用切应力[τ]=160MPa，钢板许用拉应力[σ]=170MPa，挤压许用应力[σbs]=340MPa。试校核此接头的强度。 （a） F F （b） b F F * 解：为保证接头强度，需作出三方面的校核。 (1) 铆钉的剪切强度校核 满足剪切强度条件。 （a） F F （b） b F F * (2) 铆钉的挤压强度校核 上、下侧钢板与每个铆钉之间的挤压力均为Fbs＝F/4，由于上、下侧钢板厚度相同，所以只校核下侧钢板与每个铆钉之间的挤压强度，根据挤压强度条件式得 （a） F F （b） b F F * (3) 钢板的抗拉强度校核 由于上、下侧钢板厚度相同，故验算下侧钢块即可，画出它的受力图及轴力图(图c，d)。 对于截面m?m： 满足抗拉强度条件。 （a） F F （b） b F F （d） 3F/4 F F/4 n m m n （c） F/4 F/4 F F/4 F/4 * 对于截面n?n ： 满足抗拉强度条件。 综上所述，该接头是安全的。 n m m n （d） 3F/4 F F/4 （c） F/4 F/4 F F/4 F/4 * 例2?2 图示为受拉力F=150kN作用的对接接头，其中主板宽度b =170mm、厚度t1 =10mm，上下盖板的厚度t2 = 6mm。已知材料的许用拉应力为[σ]=160MPa，许用切应力为[τ]=100MPa，许用挤压应力为[σbs]=300MPa，试按主板强度条件确定铆钉的直径。 例题2?2图 （b） b F F （a） F F t2 t2 t1 * 解：对接口一侧有3个铆钉。 (1) 由剪切强度条件 得 例题2?2图 （b） b F F （a） F F t2 t2 t1 (2) 校核挤压强度 选择铆钉的直径为18mm。 * (3) 钢板的抗拉强度校核 两块盖板的厚度之和