工程力學(xué) 教學(xué)課件 作者 顧曉勤第05章 剪切和擠壓第3節(jié) 剪切和擠壓的強(qiáng)度計(jì)算.ppt

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1、式中：[?]—材料的許用切應(yīng)力，單位為Pa或MPa。第三節(jié)剪切和擠壓的強(qiáng)度計(jì)算為了保證構(gòu)件在工作中不被剪斷，必須使構(gòu)件的實(shí)際切應(yīng)力不超過材料的許用切應(yīng)力，這就是剪切的強(qiáng)度條件。其表達(dá)式一、剪切的強(qiáng)度條件n—安全系數(shù)；[?]—材料的許用應(yīng)力，單位為Pa或MPa。二、擠壓的強(qiáng)度條件如圖所示的螺栓聯(lián)接，鋼板的圓孔可能被擠壓成長(zhǎng)圓孔，或螺栓的表面被壓潰。因此，除了進(jìn)行剪切強(qiáng)度計(jì)算外，還要進(jìn)行擠壓強(qiáng)度計(jì)算。其強(qiáng)度條件為式中：[?bs]—材料的許用擠壓應(yīng)力，單位Pa或MPa。三、強(qiáng)度計(jì)算實(shí)例例5-1已知鋼板厚度t=10mm，其剪切極限應(yīng)力為?0=300

2、MPa。若用沖床鋼板沖出直徑d=25mm的孔，問需要多大的沖剪力F？解：因?yàn)榧羟忻媸卿摪鍍?nèi)被沖床沖出的圓餅體的柱形側(cè)面，受力情況如圖所示。F?dt?剪切面積為沖孔所需要的沖剪力應(yīng)為例5-2如圖示的起重機(jī)吊鉤，用銷釘聯(lián)接。已知吊鉤的鋼板厚度t=24mm，吊起時(shí)所能承受的最大載荷F=100kN，銷釘材料的許用切應(yīng)力[?]=60MPa，許用擠壓應(yīng)力[?bs]=180MPa，試設(shè)計(jì)銷釘直徑。解：1）取銷釘為研究對(duì)象，畫受力圖。用截面法求剪力2）按照剪切的強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)銷釘直徑圓截面銷釘?shù)拿娣e為3）設(shè)銷釘?shù)臄D壓應(yīng)力各處均相同，按擠壓的強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)銷釘直

3、徑為了保證銷釘安全工作，必須同時(shí)滿足剪切和擠壓強(qiáng)度條件，應(yīng)取d=33mm。擠壓力擠壓面積結(jié)論例5-3某數(shù)控機(jī)床電動(dòng)機(jī)軸與皮帶輪用平鍵聯(lián)接如圖示。已知軸的直徑d=35mm，平鍵尺寸b?h?L=10mm?8mm?60mm，所傳遞的扭矩M=46.5N?m，鍵材料為45號(hào)鋼，其許用切應(yīng)力為[?]=60MPa，許用擠壓應(yīng)力為[?bs]=100MPa；帶輪材料為鑄鐵，許用擠壓應(yīng)力為[?bs]=53MPa，試校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度。解：1）計(jì)算作用于鍵上的力取軸和鍵一起為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析如圖FF3）校核鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度2）校核鍵的剪切強(qiáng)度綜述，整個(gè)鍵的聯(lián)

4、接強(qiáng)度足夠。剪切面積擠壓面積剪切強(qiáng)度足夠擠壓強(qiáng)度足夠注意：輪轂的材料鑄鐵的許用擠壓應(yīng)力較低，應(yīng)依此作為核算的根據(jù)！例5-4一鉚接頭如圖所示，已知拉力F=100kN，鉚釘直徑d=16mm，鋼板厚度t=20mm，t1=12mm，鉚釘和鋼板的許用應(yīng)力為[?]=160MPa；許用切應(yīng)力為[?]=140MPa，許用擠壓應(yīng)力為[?bs]=320MPa，試確定所需鉚釘?shù)膫€(gè)數(shù)n及鋼板的寬度b。解：1）按剪切的強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)鉚釘?shù)膫€(gè)數(shù)n因鉚釘左右對(duì)稱，故可取左半邊計(jì)算所需鉚釘個(gè)數(shù)n1，每個(gè)鉚釘?shù)氖芰θ鐖D所示，按剪切強(qiáng)度條件有取整得n1=2，故共需鉚釘數(shù)n=2n

5、1=4。2）校核擠壓強(qiáng)度上下副板厚度之和為2t1，中間主板厚度t<2t1，故主板與鉚釘間的擠壓應(yīng)力較大。按擠壓強(qiáng)度得擠壓強(qiáng)度足夠3）計(jì)算鋼板寬度b鋼板寬度要根據(jù)抗拉強(qiáng)度確定，由t<2t1可知主板抗拉強(qiáng)度較低，其受力情況如圖所示，由軸力圖可知截面I-I為危險(xiǎn)截面。按拉伸強(qiáng)度條件得取b=48mmⅠⅠ