1.5.2剪切与挤压时的强度分析（课件）-高一《汽车机械基础》同步教学(人邮版)

剪切与挤压时的强度分析 《汽车机械基础》 任务导入 1. 如图所示的螺栓连接示意图，F=20kN，钢板厚度为t=10mm，螺栓许用[τ]=200MPa，许用挤压应力[σjy]= 200MPa，螺栓的直径d= 16mm。试问螺栓能否安全工作？ 任务导入 3 任务分析 2. 螺栓的上下两部分将沿着外力的方向，在两外力之间的横截面m-m内产生相对错动趋势。当外力足够大时，将使螺栓在横截面m-m处剪断。因此，螺栓正常工作时必须进行剪切强度计算。同时，螺栓与钢板接触处，因受挤压而产生变形趋势，所以，除了考虑剪切强度之外，还必须考虑挤压强度。 任务分析 5 基础知识 3. 一、剪切和挤压的概念 二、剪切的实用计算 三、挤压的实用计算 基本知识 7 一、剪切和挤压的概念 1、剪切和挤压受力、变形的特点 将错位横截面称为剪切面 剪切——构件受到一对反向、距离较近的力作用时，构件截面间发生相对错动的变形。 构件受剪切同时，构件之间互相接触且压紧，往往还伴随着挤压，使构件出现局部变形。剪切是一种较为复杂的局部受载形式，有时还伴随有弯曲发生。 受力特点和变形特点： 剪切 n n （合力） （合力） P P 以铆钉为例： ①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。 ②变形特点： 构件沿两组平行力系的 交界面发生相对错动。 9 剪切 n n （合力） （合力） P P ③剪切面： 构件将发生相互的错动面， 如n– n 。 ④剪切面上的内力： 内力 — 剪力Q ， 其作用线与剪切面平行。 P n n Q 剪切面 10 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， 等于剪切面上的平均应力。 11 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）： n n （合力） （合力） P P P n n Q 剪切面 工作应力不得超过材料的许用应力。 二、剪切的实用计算 12 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。 13 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 三、挤压的实用计算 14 挤压面面积Ajy的确定: 挤压接触面为平面如：键连接 l h b 挤压接触面为曲面如：铆钉或螺栓连接 最大挤压应力σjymax b d Ajy=有效面积： 挤压面的投影的面积。 Ajy=实际挤压面积 1．校核螺栓的剪切强度 （1）计算螺栓的剪力Fq （2）计算螺栓的剪应力 2．校核螺栓的挤压强度 （1）计算螺栓所受挤压力Fjy， （2）计算螺栓挤压应力jy 任务实施 16 任务实施 4. 谢谢 $