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1、 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剪切与挤压的实用计算剪切与挤压的实用计算工程中常见的连接件工程中常见的连接件销钉连接销钉连接QPP螺栓螺栓铆钉铆钉工程中常见的连接件工程中常见的连接件PP特点：特点：可传递一般可传递一般 力，可拆卸。力，可拆卸。特点：可传递一般可传递一般 力，不可拆卸。力，不可拆卸。如桥梁桁架结点属于铆钉连接。如桥梁桁架结点属于铆钉连接。工程中常见的连接件工程中常见的连接件键连接键连接特点：特点：传递扭矩。传递扭矩。连接件：连接件：铆钉、销钉、螺栓、铆钉、销钉、螺栓、 键等。键等。在构件连
2、接处起连接作用的部件；在构件连接处起连接作用的部件；起着传递载荷的作用。起着传递载荷的作用。连接件，通常发生与轴向拉压不同的变形，但也是杆件的连接件，通常发生与轴向拉压不同的变形，但也是杆件的 基本变形之一；基本变形之一；按构件的破坏可能性，采用既反应受力的基本特征，又按构件的破坏可能性，采用既反应受力的基本特征，又简化计算的假设，计算其名义应力，然后根据直接试验简化计算的假设，计算其名义应力，然后根据直接试验的结果，确定许用应力，进行强度计算。的结果，确定许用应力，进行强度计算。实用计算：实用计算：剪切概念及其实用计算剪切概念及其实用计算剪切概念及其实用计算剪切概念及其实用计算一、工程实例一
3、、工程实例实例实例1工件工件1先落下压住钢板，随后剪刀先落下压住钢板，随后剪刀2落下，剪断钢板；落下，剪断钢板；剪板机的工作原理剪板机的工作原理1P2钢板的变形钢板的变形实例实例2：两块钢板的铆钉连接：两块钢板的铆钉连接FF连接两块钢板的鉚钉，给钢板沿两个方向施加外力连接两块钢板的鉚钉，给钢板沿两个方向施加外力F。连接两块钢板的铆钉连接两块钢板的铆钉铆钉的变形铆钉的变形二、连接件受力分析二、连接件受力分析FF受力特点：受力特点：且相距很近的平行力系的作用。且相距很近的平行力系的作用。杆件受到杆件受到:两个大小相等，两个大小相等，方向相反、方向相反、作用线垂直于杆的轴线作用线垂直于杆的轴线,并且
4、相互平行并且相互平行,FF变形特点：变形特点：构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动。构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动。剪切面剪切面剪切面：剪切面：单剪：单剪：发生错动的面；发生错动的面；有一个剪切面的；有一个剪切面的；双剪：双剪：有二个剪切面的；有二个剪切面的；小矩形小矩形 nnFF与外力的作用线平行与外力的作用线平行分析螺栓的剪切面分析螺栓的剪切面U形连接件中螺栓的受力与变形形连接件中螺栓的受力与变形分析剪切面分析剪切面分析分析B处螺栓的剪切面处螺栓的剪切面FF/2F/2分析螺钉连接的传动系统的剪切面分析螺钉连接的传动系统的剪切面凸缘凸缘家用剪刀被剪物体的剪切面家用剪刀被剪物体的剪切
5、面分析键的剪切面分析键的剪切面三、剪切变形的内力三、剪切变形的内力FS=F与剪切面平行的内力与剪切面平行的内力剪力剪力从有限元计算结果看剪切面上应从有限元计算结果看剪切面上应力的分布情况十分复杂，工程中力的分布情况十分复杂，工程中采用近似计算。采用近似计算。（1）实际：）实际：切应力在剪切面上均匀分布；切应力在剪切面上均匀分布；（2）假设：）假设：四、剪切变形的实用计算四、剪切变形的实用计算A：剪切面面积，不一定是横截面面积，但与外截荷平行；：剪切面面积，不一定是横截面面积，但与外截荷平行；（3）名义切应力）名义切应力AFs剪切强度条件：剪切强度条件：sAF名义许用切应力名义许用切应力2 2、
6、选择截面尺寸、选择截面尺寸; ;3 3、确定许可载荷；、确定许可载荷；1 1、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。23/10300mKNF F冲头冲头 t钢板钢板冲模冲模例例1 图示冲床的最大冲压力为图示冲床的最大冲压力为400KN，冲头的直径，冲头的直径 d=34mm，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。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FF/2F F剪切面剪切面是钢板内被是钢板内被 冲头冲出的冲头冲出的圆柱体的侧面：圆
7、柱体的侧面： dtAt冲孔所需要的条件：冲孔所需要的条件：0 AF6301030010400 FA231033. 1mmmmdt45.121245. 01033. 13 F/2分析钢板的受力分析钢板的受力剪切面剪切面kN15Pmm125 . 1tmm8tmm20d MPa30例例2 电瓶车挂钩由插销联接，如图。插销材料为电瓶车挂钩由插销联接，如图。插销材料为20 钢，钢， ，直径，直径 。挂钩及被联接的。挂钩及被联接的 板件的厚度分别为板件的厚度分别为 和和 。牵引。牵引 力力 。试校核插销的剪切强度。试校核插销的剪切强度。分析插销受力分析插销受力确定剪切面确定剪切面2PFs MPa9 .23
8、 1020421015 AF233 s计算内力计算内力4dA2例例3、图示所示的销钉连接中，构件、图示所示的销钉连接中，构件A通过安全通过安全 销销C将力偶矩传递到构件将力偶矩传递到构件B。已知载荷。已知载荷P=2KN， 加力臂长加力臂长L=1.2米，构件米，构件B的直径的直径D=65mm，销，销 钉的极限剪应力钉的极限剪应力u =200MPa。求安全销所需。求安全销所需 的直径。的直径。 取构件取构件B和安全销为研究对象和安全销为研究对象 0OmPlmQD， KN92.36065. 02 . 12DPlQu2 s 4dQ AQ3 .15m0153. 0102001092.364Q4d63u例
9、例4 凸缘联连轴器传递的力矩为凸缘联连轴器传递的力矩为M=200Nm，四只，四只 螺栓的直径均为螺栓的直径均为d=10mm，对称地分布在，对称地分布在 D=80mm的圆周上，螺栓的许用剪应力的圆周上，螺栓的许用剪应力 校核螺栓的强度。校核螺栓的强度。MPa60MM（1）取联轴器的一个法兰盘和四只螺栓为研究对象进行受）取联轴器的一个法兰盘和四只螺栓为研究对象进行受 力分析，设每一个螺栓的受力为力分析，设每一个螺栓的受力为F，则四只螺栓的受力与外，则四只螺栓的受力与外 力偶力偶M相平衡。相平衡。 0MMDF2NDMF12502FF(2)取单个螺栓为研究对象进行受力分析；取单个螺栓为研究对象进行受力
10、分析； NFFS1250(3)校核螺栓的强度校核螺栓的强度9 .15104125042 2MPMPadF AFSSMF练习练习1、P100KN，螺栓的直径为，螺栓的直径为D30毫米，许毫米，许 用剪应力为用剪应力为60MP，校核螺栓的强度。，校核螺栓的强度。 如果强度不够，设计螺栓的直径。如果强度不够，设计螺栓的直径。P P练习练习2、在厚、在厚10毫米的钢板上冲出如图所毫米的钢板上冲出如图所 示的孔，示的孔， 钢板的剪切极限应力为钢板的剪切极限应力为0 300MP，求冲力，求冲力P？100R=50R=50练习练习3、夹剪夹住直径为、夹剪夹住直径为3毫米的铅丝，铅丝毫米的铅丝，铅丝 的剪切极限
11、应力为：的剪切极限应力为：0100MP，求力，求力P ？20050P4 夹剪如图所示。销子夹剪如图所示。销子C的直径的直径d=5mm。当加力。当加力 P=0.2kN，剪直径与销子直径相同的铜丝时，求铜，剪直径与销子直径相同的铜丝时，求铜 丝与销子横截面的平均剪应力。已知丝与销子横截面的平均剪应力。已知a=30mm， b=150mm。5 销钉式安全离合器如图所示，允许传递的外力偶销钉式安全离合器如图所示，允许传递的外力偶 矩矩m=30kNcm，销钉材料的剪切强度极限，销钉材料的剪切强度极限b b=360MPa，轴的直径，轴的直径D=30mm，为保证，为保证 m30KNcm时销钉被剪断，求销钉的直
12、径时销钉被剪断，求销钉的直径d。6 一冶炼厂使用的高压泵安全阀如图所示。要求当活一冶炼厂使用的高压泵安全阀如图所示。要求当活 塞下高压液体的压强达塞下高压液体的压强达p=3.4MPa时，使安全销沿时，使安全销沿1-1 和和2-2两截面剪断，从而使高压液体流出，以保证泵两截面剪断，从而使高压液体流出，以保证泵 的安全。已知活塞直径的安全。已知活塞直径D=5.2cm，安全销采用，安全销采用15号钢，号钢， 其剪切极限其剪切极限b b=320MPa，试确定安全销的直径，试确定安全销的直径d。7 图示为测定剪切强度极限的试验装置。若已知图示为测定剪切强度极限的试验装置。若已知 低碳钢试件的直径低碳钢试
13、件的直径d=1cm，剪断试件时的外力，剪断试件时的外力 P=50.2kN，问材料的剪切强度极限为多少？，问材料的剪切强度极限为多少？8 结构受力如图所示，若已知木材的许用切应力结构受力如图所示，若已知木材的许用切应力 =6.5MPa=6.5MPa，试校核木接头剪切强度是否安全。，试校核木接头剪切强度是否安全。3-4 一托架如图所示。已知外力一托架如图所示。已知外力P=35kN，铆，铆 钉的直径钉的直径d=20mm，铆钉都受单剪。求最危，铆钉都受单剪。求最危 险的铆钉横截面上剪应力的数值及方向。险的铆钉横截面上剪应力的数值及方向。MPa1049 木构件和由两片层合板用胶粘接在一起，承受轴向木构件
14、和由两片层合板用胶粘接在一起，承受轴向 载荷作用，如图所示。已知载荷作用，如图所示。已知A和和B的空隙为的空隙为8mm；板；板 宽宽b=100mm；胶层的许用切应力；胶层的许用切应力=800KPa。确。确 定层合板的长度定层合板的长度L挤压概念及其实用计算挤压概念及其实用计算挤压概念及其实用计算挤压概念及其实用计算铆钉在接触面上产生变形铆钉在接触面上产生变形钢板的在接触面处的变形钢板的在接触面处的变形铆钉与钢板在接触处相互压紧，在铆钉或铆钉与钢板在接触处相互压紧，在铆钉或 铆钉孔处因相互压紧而产生铆钉孔处因相互压紧而产生塑性变形塑性变形; ;挤压变形挤压变形P挤压力：挤压力：局部接触面上的总压
15、力（外力）局部接触面上的总压力（外力）;或者挤压面上传递的力。或者挤压面上传递的力。连接件和被连接件在接触面上相互压紧连接件和被连接件在接触面上相互压紧.挤压：挤压：两个构件之间相互接触的局部接触面，用两个构件之间相互接触的局部接触面，用 Abs 表示表示;挤压面：挤压面：若接触面为若接触面为平面平面，若接触面为若接触面为圆柱侧面圆柱侧面（铆钉、螺栓、销），（铆钉、螺栓、销），PPdtdtAbs挤压面与外载荷垂直；挤压面与外载荷垂直；挤压面的面积取接触面的面积；挤压面的面积取接触面的面积；挤压面的面积取圆柱侧面在挤压面的面积取圆柱侧面在直径平面上的投影直径平面上的投影。铆钉的挤压应力分布铆钉的挤压应力分布铆钉挤压面上应力不是均匀分布的铆钉挤压面上应力不是均匀分布的;板孔的挤压应力分布板孔的挤压应力分布在工程中采用在工程中采用实用计算实用计算挤压应力在挤压面上均匀分布挤压应力在挤压面上均匀分布;假设：假设：由假设而得到的挤压面上的应力由假设而得到的挤压面上的应力名义挤压应力名义挤压应力:bsbsAF挤压面上产生何种应力？挤压面上产生何种应力？铆钉的名义挤压应力铆钉的名义挤压应力3、 挤压力挤
