1、,材料力学,第四章 剪切,连接件的剪切与挤压强度计算,剪切,剪应力的产生,31 连接件的剪切与挤压强度计算,一、连接件的受力特点和变形特点：,1、连接件,剪切,在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件。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。,螺栓,剪切,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,特点：传递扭矩。,2、受力特点和变形特点：,剪切,以铆钉为例：,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。,变形特点：构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动。,剪切,剪切面：构
2、件将发生相互的错动面，如n n 。,剪切面上的内力：内力 剪力Q ，其作用线与剪切面平行。,剪切,3、连接处破坏三种形式：剪切破坏沿铆钉的剪切面剪断，如沿n n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。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。,剪切,二、剪切的实用计算,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：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：假设剪应力在整个剪切面上均匀分布，等于剪切面
3、上的平均应力。,剪切,1、剪切面-AQ ： 错动面。 剪力-Q： 剪切面上的内力。,2、名义剪应力-：,3、剪切强度条件（准则）：,工作应力不得超过材料的许用应力。,三、挤压的实用计算,1、挤压力Pjy ：接触面上的合力。,剪切,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：接触面在垂直Pjy方向上的投影面的面积。,3、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。,剪切,挤压面积,四、应用,剪切,例1 木榫接头如图所示，a = b =12cm，h=35cm，c=4.5cm,P=40KN，试求接头
4、的剪应力和挤压应力。,解：受力分析如图,：剪应力和挤压应力,剪切面和剪力为,挤压面和挤压力为：,剪切,P,P,解：键的受力分析如图,例2 齿轮与轴由平键（bhL=20 12 100）连接，它传递的扭矩m=2KNm，轴的直径d=70mm，键的许用剪应力为= 60M Pa ，许用挤压应力为jy= 100M Pa，试校核键的强度。,剪切,综上，键满足强度要求。,剪应力和挤压应力的强度校核,剪切,解：键的受力分析如图,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= 80M Pa ，许用挤压应力为 jy= 240M Pa，试设计键的长度。,剪切,剪切,剪应力和挤压应力的强度条件,综上,解：受力分析如图,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 = 160M Pa ；铆钉的直径d=1.6cm，许用剪应力为= 140M Pa ，许用挤压应力为jy= 320M Pa，试校核铆接头的强度。（假定每个铆钉受力相等。）,剪切,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,综上，接头安全。,剪切,
