同济大学工程力学剪切力课件

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1、第七章剪切§7-1剪切的概念和实例铆钉连接工程实际中用到各种各样的连接，如：销轴连接铆钉连接平键连接榫连接剪切受力特点：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。变形特点：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。FF铆钉连接剪床剪钢板剪切面剪切的概念剪切受力特点：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。变形特点：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。FF铆钉连接双剪切剪切面连接的破坏形式一般有：以铆钉连接为例FF连接的破坏形式一般有以下几种：1、剪切破

2、坏构件两部分沿剪切面发生滑移、错动2、挤压破坏在接触区的局部范围内，产生显著塑性变形剪切与挤压破坏都是复杂的情况，这里仅介绍工程上的实用计算方法3、钢板拉伸强度破坏钢板因开铆钉孔使截面被削弱而发生强度破坏剪切面上的名义切应力计算公式：实用计算中假设切应力在剪切面（m-m截面）上是均匀分布的§7-3剪切与挤压的实用计算FF截面法———剪力剪切面上的内力剪切的实用计算剪切强度条件：剪切强度条件同样可解三类问题剪切面上的名义切应力：FFFS为剪切面上的剪力；A为剪切面的面积。剪切的实用计算剪切强度条件：——名义许用切应力FF注意：名

3、义许用切应力[]是通过直接试验，按上式得到剪切破坏时材料的极限切应力，再除以安全因数，即得[]；可在有关的设计规范中查到，它与钢材在纯剪切应力状态时的容许切应力显然是不同的。对大多数的连接件(或连接)来说，剪切变形及剪切强度是主要的。挤压的实用计算FF在铆钉连接中，在铆钉与钢板相互接触的侧面上，将发生彼此间的局部承压现象，称为挤压。在接触面上的压力，称为挤压力Fbs挤压力过大，可能引起螺栓压扁或钢板在孔缘压皱，从而导致连接松动而失效挤压力不是内力，而是外力——挤压面的计算面积§3-3挤压的实用计算FF实用计算中，名义挤压应

4、力公式实际的挤压面是半个圆柱面，而在实用计算中用其直径平面Abs来代替挤压强度条件：挤压的实用计算挤压强度条件同样可解三类问题——挤压面的计算面积名义挤压应力公式FF挤压强度条件：挤压的实用计算FF——名义许用挤压应力名义许用挤压应力[bs]是通过直接试验，并按上式得到材料的极限挤压应力，从而确定之。挤压强度条件：剪切强度条件：脆性材料：塑性材料：可从有关设计规范中查得例已知：d=2mm，b=15mm，d=4mm，[t]=100MPa，[sbs]=300MPa，[s]=160MPa。试求：[F]解：1、剪切强度解：1、剪切强

5、度2、挤压强度3、钢板拉伸强度例已知：F=80kN,d=10mm,b=80mm,d=16mm,[t]=100MPa,[sbs]=300MPa,[s]=160MPa试：校核接头的强度解：1.接头受力分析当各铆钉的材料与直径均相同，且外力作用线在铆钉群剪切面上的投影通过铆钉群剪切面形心时，通常即认为各铆钉剪切面上的剪力相等2.强度校核剪切强度：挤压强度：拉伸强度：接头的强度足够解：键的受力分析如图例齿轮与轴由平键（b=16mm，h=10mm）连接，它传递的扭矩m=1600Nm，轴的直径d=50mm，键的许用切应力为[]=80M

6、Pa，许用挤压应力为[bs]=240MPa，试设计键的长度。mmdFbhLmdFbhL切应力和挤压应力的强度条件综上ASt1=7P=200KNt2=12t1=7主板盖板铆接接头图20P=200KNP=200KNIIIIIIb1=160b2=200例图示一铆接接头，已知材料的容许应力分别为，试校核该接头的强度。Pc2=40KN铆钉受力图解：（一）绘铆钉受力图（二）铆钉的剪切强度校核（三）挤压强度校核比较：Pc2=40KN铆钉受力图t1=7P=200KNt2=12t1=7主板盖板2（四）绘主板和盖板的轴力图并进行强度校核。I

7、I-II截面I-I截面（1）主板：t1=7P=200KNt2=12t1=7主板盖板铆接接头图20P=200KNP=200KNIIIIIIb1=160b2=200PIIIIII主板轴力图（五）综合各项强度计算的结果可知，该接头的强度是足够的。II-II截面内力比I-I截面大，而截面积比I-I截面小，故只需校核II-II截面。（2）盖板：t1=7P=200KNt2=12t1=7主板盖板铆接接头图20PP=200KNIIIIIIb1=160b2=200盖板轴力图P/5P/2IIII