文档介绍：第六章剪切本章内容剪切和挤压的概念剪切和挤压实用计算§ 剪切的概念和实例一、工程实例连接件:铆钉、键、销钉、螺栓等剪切机械:剪切机二、受力特点载荷垂直于构件轴线作用,为两个大小相等、方向相反、作用线相距的一对力。§ 连接件的实用强度计算工程上常用连接件将构件连接起来,以实现力和运动的传递。当结构工作时,连接件将发生剪切变形,如图 6-23 所示。若外力过大,连接件会沿剪切面被剪断,使连接破坏。图 6-21 受剪构件 a) 铆钉连接件 b) 键连接件连接件发生剪切变形的同时,连接件和被连接件的接触面相互压紧。这种现象称为挤压现象,接触面叫挤压面。挤压力过大时,连接件或被连接件在接触的局部范围内将产生塑性变形,甚至被压溃,造成连接松动。如图 6-22 所示。图 6-22 挤压现象为了保证连接件不发生剪切破坏,结构不发生挤压破坏,必须对其进行剪切和挤压强度计算。 1 .剪切和挤压的实用计算( 1 ) 剪切实用计算现以图 6-23a 所示螺栓连接为例进行分析。螺栓的受力如图 6-23b 所示。为分析螺栓在剪切面上的强度,沿剪切面 mn 截开并取任一部分为研究对象。由平衡条件可知,两个截面上必有与截面相切的内力 Q F ,且 F F Q = , Q F 称为剪力。图 6-23 螺栓连接的受力情况切应力在剪切面上的分布情况比较复杂,为了计算简便,工程中通常采用以实验、经验为基础的实用计算,即近似地认为切应力在剪切面上是均匀分布的,则有 A F Q = τ (6-12) 式中, τ为切应力; Q F 为剪切面上的剪力; A 为剪切面面积。要保证连接件不发生剪切破坏, τ应不超过材料的许用切应力[ ] τ,所以剪切强度条件为[]ττ≤= A F Q (6-13 ) []τ由材料的剪切极限应力 b τ除以安全系数得出, b τ根据与连接件工作情况类似的剪切破坏试验所测得的破坏载荷按式( 6 - 12)算出。运用式( 6 - 13)可以进行剪切强度计算,解决强度计算中的三类问题。具体材料的[ ] τ可以从有关设计规范中查得。一般金属材料的[]τ和许用拉应力[]σ间存在如下的关系: 塑性材料[] () []στ 8 . 0 ~ 6 . 0 = 脆性材料[] () []στ 0 . 1 ~ 8 . 0 = ( 2)挤压实用计算挤压面上的压力称为挤压力,用 c F 表示。挤压面上的压强称为挤压应力用 c σ表示。挤压应力在挤压面上的分布较复杂,在实用计算中假定挤压面上的挤压应力均匀分布,其强度条件为[] c c c c A F σσ≤= (6-14 ) 式中 c A 为挤压面面积,其计算视接触面的情况而定。如图 6-24a 所示连接件为键,挤压面为平面,则挤压面即接触面, 2 hl A c = ;螺栓、铆钉、销钉等圆柱形联接件接触面近于半圆柱面,挤压应力的分布大致如图 6-24b 所示,中点的挤压应力值最大。若以圆柱面的正投影面积 A = td除挤压力,则所得应力与圆柱接触面上的实际最大应力值大致相等,故挤压面面积按 td A = 计算。[] c σ为材料的许用挤压应力,其数值由试验结果计算确定。设计时可查有关手册,一般金属材料的[] c σ与许用拉应力[ ] σ间存在如下关系:对于塑