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1、第二章第二章 剪切剪切2-1 2-1 工程实际中的剪切问题工程实际中的剪切问题2-2 2-2 剪切的实用计算剪切的实用计算工程力学材料力学螺栓连接螺栓连接铆钉连接铆钉连接销轴连接销轴连接2-1 2-1 工程实际中的剪切问题工程实际中的剪切问题工程力学材料力学平键连接平键连接榫连接榫连接焊接连接焊接连接工程力学材料力学 铆钉连接铆钉连接工程力学材料力学 铆钉铆钉( (销轴）连接销轴）连接工程力学材料力学榫连接榫连接工程力学材料力学剪切受力特点：剪切受力特点：作用在构件两侧面上的外力合力大小相作用在构件两侧面上的外力合力大小相 等、方向相反且作用线相距很近。等、方向相反且作用线相距很近。变形特点：
2、变形特点：构件沿两力作用线之间的某一截面产生相构件沿两力作用线之间的某一截面产生相 对错动或错动趋势。对错动或错动趋势。FF铆钉连接铆钉连接剪床剪钢板剪床剪钢板剪切面剪切面剪切的概念剪切的概念工程力学材料力学剪切受力特点：剪切受力特点：作用在构件两侧面上的外力合力大小相作用在构件两侧面上的外力合力大小相 等、方向相反且作用线相距很近。等、方向相反且作用线相距很近。变形特点：变形特点：构件沿两力作用线之间的某一截面产生相构件沿两力作用线之间的某一截面产生相 对错动或错动趋势。对错动或错动趋势。FF铆钉连接铆钉连接工程力学材料力学剪切受力特点：剪切受力特点：作用在构件两侧面上的外力合力大小相作用在
3、构件两侧面上的外力合力大小相 等、方向相反且作用线相距很近。等、方向相反且作用线相距很近。变形特点：变形特点：构件沿两力作用线之间的某一截面产生相构件沿两力作用线之间的某一截面产生相 对错动或错动趋势。对错动或错动趋势。铆钉双剪切铆钉双剪切工程力学材料力学双剪切双剪切剪切面剪切面工程力学材料力学工程力学材料力学1-2 1-2 剪切的实用计算剪切的实用计算1、剪且强度FF剪切面上必然存在和外力大小相等方剪切面上必然存在和外力大小相等方向相反的内力向相反的内力, ,称剪力称剪力, ,用用F FS S表示表示, ,由平横由平横方程得方程得两钢板用铆钉连接，当给它拉力作两钢板用铆钉连接，当给它拉力作用
4、时，用时，F F过大，铆钉可能沿过大，铆钉可能沿m-mm-m截截面剪断，面剪断，m-mm-m截面叫截面叫剪切面工程力学材料力学剪切实用计算公式：:剪切面上的切应力 FS:剪切面上的剪力 A :剪切面面积假设应力在剪切面（m-m截面）上均匀分布切应力强度条件：由实验方法确定2、剪切强度条件工程力学材料力学一个剪切面一个剪切面工程力学材料力学二个剪切面二个剪切面工程力学材料力学剪切破坏条件 车床上的保险销,当载荷增加到某一数值时,保险销即被剪断,从而保护车床的重要部件.冲床冲头能剪断工件得到需要的形状,对这类问题所要求的破坏条件为工程力学材料力学3、挤压强度工程力学材料力学工程力学材料力学挤压的实
5、用计算挤压的实用计算FF 在在铆铆钉钉连连接接中中，在在铆铆钉钉与与钢钢板板相相互互接接触触的的侧侧面面上上，将将发发生生彼彼此此间间的的局部承压现象，称为局部承压现象，称为挤压挤压。在接触面上的压力，称为。在接触面上的压力，称为挤压力挤压力Fbs 挤挤压压力力过过大大，可可能能引引起起螺螺栓栓压压扁扁或或钢钢板板在在孔孔缘缘压压皱皱，从从而而导导致致连连接接松动而松动而失效失效 工程力学材料力学挤压力不是内力，而是外力挤压力不是内力，而是外力 挤压面的计算面积挤压面的计算面积挤压的实用计算挤压的实用计算FF实用计算中，名义挤压应力公式实用计算中，名义挤压应力公式 实实际际的的挤挤压压面面是是
6、半半个个圆圆柱柱面面，而而在在实实用用计计算算中中用用其其直直径平面径平面Abs来代替来代替工程力学材料力学工程力学材料力学挤压强度条件：挤压强度条件：剪切强度条件：剪切强度条件：脆性材料：脆性材料：塑性材料：塑性材料：可从有关设计规范中查得可从有关设计规范中查得工程力学材料力学工程力学材料力学 为充分利用材料，切应为充分利用材料，切应力和挤压应力应同时满足强力和挤压应力应同时满足强度条件度条件工程力学材料力学剪切和挤压的实用计算剪切和挤压的实用计算例题例题3-23-2平键连接平键连接 图示齿轮用平键与轴连接，图示齿轮用平键与轴连接，已知轴的直径已知轴的直径d=70mmd=70mm，键的尺寸，
7、键的尺寸为为 ，传递的扭转力偶矩传递的扭转力偶矩M Me e=2kN=2kNm m，键，键的许用应力的许用应力 =60MPa=60MPa， = = 100MPa100MPa。试校核键的强度。试校核键的强度。OF FdMen nhb(a)(a)FSMennO(b)(b)0.5h0.5hFSnnb b(c)(c)目目 录录工程力学材料力学2-13 2-13 剪切和挤压的实用计算剪切和挤压的实用计算解解：（1 1）校核键的剪切强度）校核键的剪切强度由平衡方程由平衡方程得得（2 2）校核键的挤压强度）校核键的挤压强度由平衡方程得由平衡方程得或或平键满足强度要求。平键满足强度要求。目目 录录工程力学材料
8、力学工程力学材料力学工程力学材料力学工程力学材料力学工程力学材料力学工程力学材料力学工程力学材料力学工程力学材料力学工程力学材料力学 例题例题例题例题4 4 一销钉连接如图一销钉连接如图一销钉连接如图一销钉连接如图所示，所示，所示，所示，已知外力已知外力已知外力已知外力 F F=18kN,=18kN,被连接的构件被连接的构件被连接的构件被连接的构件A A 和和和和 B B 的厚度分别为的厚度分别为的厚度分别为的厚度分别为 t t=8mm =8mm 和和和和t t t t1 1 1 1=5mm ,=5mm ,销钉直径销钉直径销钉直径销钉直径 d d=15mm ,=15mm ,销钉材料的许用销钉材
9、料的许用销钉材料的许用销钉材料的许用切切切切应力为应力为应力为应力为 = 60MPa = 60MPa , , , ,许用挤压应力为许用挤压应力为许用挤压应力为许用挤压应力为 bSbSbSbS = 200MPa .= 200MPa .试校核销钉的强度试校核销钉的强度试校核销钉的强度试校核销钉的强度. .t1FFAtt1Bd工程力学材料力学t1FFAtt1Bd解解解解: (1): (1)销钉受力如图销钉受力如图销钉受力如图销钉受力如图b b所示所示所示所示dF剪切面剪切面挤压面挤压面挤压面挤压面工程力学材料力学dF挤压面挤压面挤压面挤压面FF FQ QF FQ Q(2)(2)校核剪切强度校核剪切强
10、度校核剪切强度校核剪切强度由截面法得两个面上的由截面法得两个面上的由截面法得两个面上的由截面法得两个面上的剪力剪力剪力剪力剪切面积为剪切面积为剪切面积为剪切面积为(3)(3)挤压强度校核挤压强度校核挤压强度校核挤压强度校核这两部分的挤压力相等，故应取长度这两部分的挤压力相等，故应取长度这两部分的挤压力相等，故应取长度这两部分的挤压力相等，故应取长度为为为为t t的中间段进行挤压强度校核的中间段进行挤压强度校核的中间段进行挤压强度校核的中间段进行挤压强度校核. .故销钉是安全的故销钉是安全的故销钉是安全的故销钉是安全的. .剪切面剪切面工程力学材料力学DdhF(1)(1)销钉的剪切面面积销钉的剪
11、切面面积销钉的剪切面面积销钉的剪切面面积 A A(2)(2)销钉的挤压面面积销钉的挤压面面积销钉的挤压面面积销钉的挤压面面积 A AbS bS 思考题思考题思考题思考题工程力学材料力学挤压面挤压面挤压面挤压面DdhF挤压面挤压面挤压面挤压面剪切面剪切面剪切面剪切面hd工程力学材料力学 例题例题例题例题5 5一铆钉接头用四个铆钉连接两块钢板一铆钉接头用四个铆钉连接两块钢板一铆钉接头用四个铆钉连接两块钢板一铆钉接头用四个铆钉连接两块钢板. . 钢板与铆钉材钢板与铆钉材钢板与铆钉材钢板与铆钉材料相同料相同料相同料相同. . 铆钉直径铆钉直径铆钉直径铆钉直径 d d =16mm =16mm，钢板的尺寸
12、为，钢板的尺寸为，钢板的尺寸为，钢板的尺寸为 b b =100mm =100mm，t t =10mm =10mm，F F = 90kN = 90kN，铆钉的许用应力是，铆钉的许用应力是，铆钉的许用应力是，铆钉的许用应力是 =120MPa =120MPa， bSbS =120MPa =120MPa，钢板的许用拉应力钢板的许用拉应力钢板的许用拉应力钢板的许用拉应力 =160MPa. =160MPa. 试校核铆钉试校核铆钉试校核铆钉试校核铆钉接头的强度接头的强度接头的强度接头的强度. .FFtt工程力学材料力学FFbFFtt工程力学材料力学(1) (1) 校核铆钉的剪切强度校核铆钉的剪切强度校核铆钉
13、的剪切强度校核铆钉的剪切强度每个铆钉受力为每个铆钉受力为每个铆钉受力为每个铆钉受力为 F F/4/4每个铆钉受剪面上的剪力为每个铆钉受剪面上的剪力为每个铆钉受剪面上的剪力为每个铆钉受剪面上的剪力为 FFbF F/4/4F F/4/4剪切面剪切面剪切面剪切面工程力学材料力学(2) (2) 校核铆钉的挤压强度校核铆钉的挤压强度校核铆钉的挤压强度校核铆钉的挤压强度每个铆钉受挤压力为每个铆钉受挤压力为每个铆钉受挤压力为每个铆钉受挤压力为F F/4/4F F/4/4F F/4/4剪切面剪切面剪切面剪切面挤压面挤压面挤压面挤压面(3)(3)校核钢板的拉伸强度校核钢板的拉伸强度校核钢板的拉伸强度校核钢板的拉伸强度FF F/4/4F F/4/4F F/4/4F F/4/4+F F3 3F F/4/4F F/4/4工程力学材料力学整个接头是安全的整个接头是安全的整个接头是安全的整个接头是安全的FF F/4/4F F/4/4F F/4/4F F/4/41122工程力学材料力学工程力学材料力学工程力学材料力学工程力学材料力学
