材料力学课件路桥第3章剪切.ppt

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1、剪切和挤压的实用计算剪切和挤压的实用计算 第三章第三章 剪切剪切剪切与挤压强度计算剪切与挤压强度计算一、连接件的受力特点和变形特点：一、连接件的受力特点和变形特点：1 1、连接件、连接件 在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件连接件。例如：螺栓、铆钉、键等。连接件虽小，起着传递载荷的作用。特点：可传递一般力，可拆卸。PP螺栓PP铆钉特点：可传递一般力，不可拆卸。如桥梁桁架结点处于它连接。无间隙m轴键齿轮特点：传递扭矩。2、受力特点和变形特点：、受力特点和变形特点：nn（合力）（合力）PP以铆钉为例：受力特点受力特点：构件受两组大小相等、方向相反、作用线相互很近（差一个几何平面）的平行力系作用

2、。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。PPnn（合力）（合力）PP剪切面剪切面：构件将发生相互的错动面，如n n。剪切面上的内力剪切面上的内力：内力 剪力Q，其作用线与剪切面平行。PnnQ剪切面nn（合力）（合力）PP3、连接处破坏三种形式、连接处破坏三种形式：剪切破坏 沿铆钉的剪切面剪断，如 沿nn面剪断。挤压破坏 铆钉与钢板在相互接触面 上因挤压而使溃压连接松动，发生破坏。PnnQ剪切面拉伸破坏:钢板在受铆钉孔削弱的截面处，应力增大，易在连接处拉断。二、剪切的实用计算二、剪切的实用计算实用计算方法：实用计算方法：根据构件的破坏可能性，采用能反映受力基本特征，并简化计算

3、的假设，计算其名义应力，然后根据直接试验的结果，确定其相应的许用应力，以进行强度计算。适用适用：构件体积不大，真实应力相当复杂情况，如连接件等。实用计算假设：实用计算假设：假设剪应力在整个剪切面上均匀分布，等于剪切面上的平均应力。1、剪切面-A：错动面。剪力-Q：剪切面上的内力。QA2、名义剪应力-：3、剪切强度条件（准则）：QA b:n其中nn（合力）（合力）PPPnnQ剪切面工作应力不得超过材料的许用应力。三、挤压的实用计算三、挤压的实用计算1、挤压力Pjy：接触面上的合力。挤压：构件局部面积的承压现象。挤压力：在接触面上的压力，记Pjy。假设：挤压应力在有效挤压面上均匀分布。2、挤压面积

4、：接触面在垂直Pjy方向上的投影面的面积。jyjyjyjyAP3、挤压强度条件（准则）：工作挤压应力不得超过材料的许用挤压应力。挤压面积dtAjy 1jyjy；、校核强度：2 jysjyjyPQAA、设计尺寸：；3Q sjyjyjyAPA、设计外载：；四、应用四、应用7S40100.952MPa12 35QPAbhMPa 4.710125.4407cbPAPjyjyjy例例1 木榫接头如图所示，a=b=12 cm，h=35 cm，c=4.5 cm,P=40 KN，试求接头的剪应力和挤压应力。解：受力分析如图：剪应力和挤压应力jyQPP剪切面和剪力为：挤压面和挤压力为：PPPPbachPPjyS

5、AjyAmdP解：键的受力分析如图例例2 齿轮与轴由平键（bhL=20 12 100）连接，它传递的扭矩m=2 KNm，轴的直径d=70 mm，键的许用剪应力为=60 MPa，许用挤压应力为jy=100 MPa，试校核键的强度。kN5707.0222dmP2hmbhL综上，键满足强度要求。357 1028.6MPa20 100sQPAbL剪应力和挤压应力的强度校核jyQPPjyjyjyjyhLPAPMPa3.956100105723mdPQAbhL解：键的受力分析如图例例3 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，键的许用剪应力为=

6、80 MPa，许用挤压应力为 jy=240 MPa，试设计键的长度L。22 160064kN0.05jymQPPd2hmmdPsAbhLmdPsAbhL剪应力和挤压应力的强度条件 364 10(m)50mm1680QQLLbb3222 64 10(m)53.3mm10 240jyjyjyjyPPLLhh综上53.3mmL 解：受力分析如图例例4 一铆接头如图所示，受力P=110kN，已知钢板厚度为 t=1cm，宽度 b=8.5cm，许用应力为=160MPa；铆钉的直径d=1.6cm，许用剪应力为=140 MPa，许用挤压应力为jy=320 MPa，试校核铆接头的强度。（假定每个铆钉受力相等。）4jyPQPbPPttdPPP11 2233P/4钢板的2-2和3-3面为危险面剪应力和挤压应力的强度条件 722411010136.8MPa43.14 1.6sQPAd 72343 11010155.7MPa(2)4(8.5 2 1.6)Pt bd 7411010171.9MPa4 1 1.6jyjyjyjyPPAtd MPa4.15910)6.15.8(1110)(73dbtP综上，接头安全。ttdPPP11 2233P/4知识点的回顾知识点的回顾￥剪切应力，剪切应力，许用剪切应力许用剪切应力￥挤压应力，许用挤压应力挤压应力，许用挤压应力￥强度计算强度计算