单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,31,剪切的概念及工程实例,（,a,）,a b,a b,F,F,（,b,）,a,a,F,F,b,b,m,m,当杆件受到一对垂直于杆轴、大小相等、方向相反、作用线相距很近的力,F,作用时，力,F,作用线之间的各横截面都将发生相对错动，即剪切变形。,第1页/共22页,31 剪切的概念及工程实例（a）a bFF（b）aF,1,M,e,轮,轴,键,（,c,）,（,d,）,（,b,）,图,32,（,a,）,焊缝,销钉,铆钉,第2页/共22页,Me轮轴键（c）（d）（b）图32（a）焊缝销钉铆钉第2页,2,连接的破坏有下列三种形式：,（,1,）铆钉沿其剪切面被剪断；,（,2,）铆钉与钢板之间的挤压破坏；,（,3,）钢板沿被削弱了的横截面被拉断。,第3页/共22页,连接的破坏有下列三种形式：第3页/共22页,3,32,剪切的实用计算,剪力,-,作用在剪切面上平行于截面的内力,F,S,称为剪力，与,F,大小相等，方向相反。,(c),铆钉,（,a,）,m-m,剪切面,(b),（,a,）,F,F,s,m m,F,（,b,）,剪切面面积,-,m-m,截面称为剪切面,其面积为,As.,第4页/共22页,32 剪切的实用计算剪力-作用在剪切面上平行于截,4,计算切应力,平均切应力,(,假定剪切面上切应力是均匀分布的,),极限切应力,许用切应力,剪切强度条件,第5页/共22页,计算切应力平均切应力极限切应力许用切应力剪切强度条件第5,5,33,挤压的实用计算,挤压,-,连接件在发生剪切变形的同时，还伴随着局部受压现象，这种现象称之为挤压。,挤压力,-,作用在承压面上的压力称为挤压力。,挤压应力,-,在承压面上由于挤压作用而引起的应力称为挤压应力。,（,a,）,t,（,b,）,A,B,A,B,（,c,）,B,d,A,计算挤压面,-,承压面在垂直于挤压力方向的平面上的投影。,第6页/共22页,33 挤压的实用计算挤压-连接件在发生剪切变形的同,6,计算挤压应力的计算式为,挤压强度条件为,其中,F,bs,为接触面上的挤压力；,A,bs,为计算挤压面的面积。,bs,为许用挤压应力。,第7页/共22页,计算挤压应力的计算式为 挤压强度条件为 其中Fbs为接,7,铆钉连接的破坏有下列三种形式：,（,1,）铆钉沿其剪切面被剪断；,（,2,）铆钉与钢板之间的挤压破坏；,（,3,）钢板沿被削弱了的横截面被拉断。,图,77,（,a,）,F,F,（,b,）,b,F,F,图,76,（,a,）,F,F,（,b,）,b,F,F,第8页/共22页,铆钉连接的破坏有下列三种形式：图77（a）FF（b）bFF,8,1.,铆钉的剪切实用计算,设铆钉个数为,n,，铆钉直径为,d,，接头所受的拉力为,F,，假定铆钉只受剪切作用，切应力沿剪切面均匀分布，并且每个铆钉所受的剪力相等，即所有铆钉平均分担接头所承受的拉力,F,。,每个铆钉剪切面上的剪力为,剪切强度条件为,对于搭接方式，每个铆钉只有一个剪切面,.,图,76,（,a,）,F,F,（,b,）,b,F,F,第9页/共22页,1.铆钉的剪切实用计算 设铆钉个数为n，铆钉直,9,1.,铆钉的剪切实用计算,每个铆钉每个剪切面上的剪力为,剪切强度条件为,对于对接方式，每个铆钉有两个剪切面,.,图,77,（,a,）,F,F,（,b,）,b,F,F,第10页/共22页,1.铆钉的剪切实用计算每个铆钉每个剪切面上的剪力为 剪切强,10,2.,铆钉与钢板孔壁之间的挤压实用计算,对于搭接构件，挤压强度条件为,对于对接构件，分别校核中间钢板及上下钢板与铆钉之间的挤压强度。,第11页/共22页,2.铆钉与钢板孔壁之间的挤压实用计算对于搭接构件，挤压强度,11,3.,钢板的抗拉强度校核,由于铆钉孔的存在，钢板在开孔处的横截面面积有所减小，必须对钢板被削弱的截面进行强度校核。,例题,71,图示两块钢板搭接连接而成的铆接接头。钢板宽度,b=200mm,，厚度,t=8mm,。设接头拉力,F=200kN,，铆钉直径,20mm,，许用切应力,=160MPa,，钢板许用拉应力,=170MPa,，挤压许用应力,bs,=340MPa,。试校核此接头的强度。,第12页/共22页,3.钢板的抗拉强度校核由于铆钉孔的存在，钢板在开孔处的横截面,12,解：,为保证接头强度，需作出三方面的校核。,(1),铆钉的剪切强度校核,n,m,m,n,（,a,）,F,F,（,b,）,b,F,F,例题,71,图,（,d,）,3,F/,4,F,F/,4,（,c,）,F/,4,F/,4,F,F/,4,F/,4,满足剪切强度条件。,第13页/共22页,解：为保证接头强度，需作出三方面的校核。nmmn（a）FF,13,(2),铆钉的挤压强度校核,上、下侧钢板与每个铆钉之间的挤压力均为,F,bs,F,/4,，由于上、下侧钢板厚度相同，所以只校核下侧钢板与每个铆钉之间的挤压强度，根据挤压强度条件式,74,得,第14页/共22页,(2)铆钉的挤压强度校核 上、下侧钢板与每个铆钉之间的挤压,14,(3),钢板的抗拉强度校核,由于上、下侧钢板厚度相同，故验算下侧钢块即可，画出它的受力图及轴力图,(,图,c,，,d),。,对于截面,m,m,：,满足抗拉强度条件。,n,m,m,n,（,a,）,F,F,（,b,）,b,F,F,例题,71,图,（,d,）,3,F/,4,F,F/,4,（,c,）,F/,4,F/,4,F,F/,4,F/,4,第15页/共22页,(3)钢板的抗拉强度校核对于截面mm：满足抗拉强度条件,15,对于截面,m,m,：,满足抗拉强度条件。,综上所述，该接头是安全的。,第16页/共22页,对于截面mm：满足抗拉强度条件。综上所述，该接头是安全的,16,例题,72,图示为受拉力,F,=150kN,作用的对接接头，其中主板宽度,b,=170mm,、厚度,t,1=10mm,，上下盖板的厚度,t,2=6mm,。已知材料的许用拉应力为,=160MPa,，许用切应力为,=100MPa,，许用挤压应力为,bs,=300MPa,，试确定铆钉的直径。,解,：对接口一侧有,3,个铆钉，则每个铆钉受力如图,78,所示。,(1),由剪切强度条件,得,第17页/共22页,例题72 图示为受拉力F=150kN作用的对接接头，其中主,17,（,b,）,b,F,F,n,(c),例题,72,图,n,m,m,F,/3,F,/3,F,/3,F,2,F/,3,F,（,a,）,F,F,t,2,t,2,t,1,第18页/共22页,（b）bFFn(c)例题72图nmmF/3F/3F/3F2,18,(2),校核挤压强度,选择铆钉的直径为,18,mm,。,(3),钢板的抗拉强度校核,两块盖板的厚度之和大于主板的厚度，故只要校核主板的抗拉强度即可，主板的受力和轴力图如图,c,。,对于截面,m,m,：,第19页/共22页,(2)校核挤压强度选择铆钉的直径为18mm。(3)钢板的,19,对于截面,n,n,：,（,b,）,b,F,F,n,(c),例题,72,图,n,m,m,F,/3,F,/3,F,/3,F,2,F/,3,F,（,a,）,F,F,t,2,t,2,t,1,钢板满足抗拉强度条件。,最终选择铆钉直径为,18mm,。,第20页/共22页,对于截面nn：（b）bFFn(c)例题72图nmmF/3,20,第21页/共22页,第21页/共22页,21,感谢您的观赏！,第22页/共22页,感谢您的观赏！第22页/共22页,22,