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1、1,第一节 引 言,剪切与挤压,在工程结构或机械中，构件之间通常通过,铆钉,销轴,键,等连接件相连接,这类连接件的主要变形破坏形式是剪切与挤压,本章主要解决连接件的强度问题,2,剪切的受力特点,剪切的变形特点,构件在两侧面受到大小相等、方向相反、作用线相距很近的外力（外力合力）的作用,构件沿位于两侧外力之间的截面发生相对错动,发生错动的截面称为剪切面,剪切面,3,铆钉连接主要有三种方式：,3.双盖板对接（图c），铆钉受双剪。,1.搭接（图a），铆钉受单剪；,2.单盖板对接（图b），铆钉受单剪；,4,连接件在受到剪切变形的同时，往往还要受到挤压变形。,在外力作用下，连接件与被连接件之间在侧面互相
2、压紧、传递压力。由于一般接触面较小而传递的压力较大，就有可能在接触面局部被压溃或发生塑性变形。这种变形破坏形式就称为挤压。,传递压力的接触面称为挤压面,5,榫齿连接,在木结构中，常用榫齿连接，其中有平齿连接（图a）、单齿连接（图b）和双齿连接（图c）等。,（2）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.,总结：连接处破坏三种形式:(Three types of failure in connections),（1）剪切破坏 沿铆钉的剪切面剪断.,（3）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.,8,第二节 剪切的实用计算,一、剪切面上的内力,剪切
3、面上的内力为一个切向力，称为剪力，记作 FS,9,二、剪切面上的应力,FS 为剪切面上的剪力，用截面法由平衡方程确定,AS 为剪切面的面积,在剪切面上，只存在切应力,工程中假设剪切面上的切应力平均分布，即有,10,三、剪切强度条件,为材料的许用切应力,11,第三节 挤压的实用计算,一、挤压应力的实用计算,在挤压面上，存在着法向的挤压应力，记作 bs,Fbs 为挤压面上的挤压力,Abs 为挤压面的计算面积，取实际挤压面在垂直于挤压力的平面上投影的面积,挤压应力的工程实用计算,公式为,12,二、挤压强度条件,bs 为材料的许用挤压应力,13,结论：该连接件的强度符合要求。,解：,14,例5 图示带
4、肩杆件，已知材料的许用切应力=100 MPa、许用挤压应力 bs=320 MPa、许用拉应力=160 MPa，试确定许可载荷。,解：,1）根据杆件拉伸强度确定许可载荷,由拉伸强度条件,解得,16,2）根据凸肩的剪切强度确定许可载荷,杆件凸肩的剪切面为圆柱面，由剪切强度条件,解得,17,3）根据凸肩的挤压强度确定许可载荷,杆件凸肩的挤压面为圆环形平面，由挤压强度条件,解得,所以，许可载荷,18,3）根据凸肩的挤压强度确定许可载荷,杆件凸肩的挤压面为圆环形平面，由挤压强度条件,解得,所以，许可载荷,例1 图示挂钩装置，已知拉力F=20 kN，t1=8 mm，t2=5 mm，销钉材料的许用挤压应力
5、bs=190 MPa，许用切应力=60 MPa，试确定销钉直径 d。,解：,销钉承受双剪，每个剪切面上的剪力,1）根据剪切强度条件确定销钉直径,20,根据剪切强度条件,得销钉直径,21,2）根据挤压强度条件确定销钉直径,得销钉直径,因此，可取销钉直径,22,例 2 如图，皮带轮通过键与轴联接，已知皮带轮传递的力偶矩 M=600 Nm;轴的直径 d=40 mm；键的尺寸 b=12 mm、h=8 mm、l=55 mm；键材料的许用切应力=60 MPa、许用挤压应力bs=180 MPa，试校核键的强度。,解：,选取键和轴为研究对象，作出受力图,计算键的受力,得键的受力,由平衡方程,23,校核键的剪切
6、强度,根据剪切强度条件,键满足剪切强度条件,由截面法，,校核键的挤压强度,显然，键的挤压力,得剪力,24,根据挤压强度条件,键满足挤压强度条件,结论：键的强度满足要求,25,例3 如图，已知钢板厚度 t=5 mm，剪切强度极限 b=160 MPa。欲用冲床将钢板冲出直径 d=25 mm 的孔，问所需的冲剪力 F 应为多大？,解：,由,钢板受剪切变形，剪切面为圆柱侧面,得冲孔所需冲剪力为,26,例4 图示连接件由两块钢板用 4 个铆钉铆接而成。已知板宽 b=80 mm、板厚=10 mm；铆钉直径 d=6 mm；板和铆钉材料的许用切应力=100 MPa、许用挤压应力 bs=280 MPa、许用拉应
7、力=160 MPa。试确定该连接件所允许承受的轴向拉力F。,27,解：,由剪切强度条件,得,1）根据铆钉的剪切强度确定许可拉力,由于这是对称性问题，可以假设各铆钉受力相同，于是，各铆钉剪切面上的剪力均为,28,求得,2）根据铆钉和板的挤压强度确定许可拉力,由挤压强度条件,显见，各挤压面上的挤压力均为,29,3）根据板的拉伸强度确定许可拉力,作出板的受力图，,画轴力图，,可见 1-1 截面与 2-2 截面,为可能的危险截面，应分别对其进行拉伸强度计算,30,求得,由 1-1 截面的拉伸强度,31,再由 2-2 截面的拉伸强度,求得,综上所述，拉力F 的许可值为,32,正视图,俯视图a,俯视图b,哪种方案更合理？,思考题,
