2.2.3 剪切与挤压(课件）-高一《机械基础》同步教学（人民邮电版）

2.2.3 剪切与挤压 挤压时会使零件表面产生局部塑性变形。构件承受挤压力过大而发生挤压破坏时，会使连接松动，构件不能正常工作。 对发生剪切变形的构件，通常除了进行剪切强度计算外，还要进行挤压强度计算。 1．剪切变形 铆钉被破坏时，首先考虑其剪切变形。 2．挤压变形 其次再考虑铆钉的挤压变形。 2.2.4 圆轴扭转 受力特点：在垂直于杆件轴线的平面内，作用了一对大小相等，转向相反，作用平面平行的外力偶矩。 变形特点：杆件的各横截面绕杆轴线发生相对转动，杆轴线始终保持直线，这种变形称为扭转变形。 1．扭转变形的强度计算 （1）外力。扭转变形的外力通常为力偶矩。 （2）内力。求内力也通常使用截面法。 内力方向：用右手法则判定 当截面上的扭矩实际转向未知时，一般先假设为正，若求得结果为正则说明假设正确，若求得结果为负则表示扭矩实际转向与假设相反，即为负扭矩。 2．圆轴扭转 在分析圆轴变形前，先了解以下3个概念。  圆周线：形状、大小、间距不变，各圆周线只是绕轴线转动了一个不同的角度。  纵向线：倾斜了同一个角度，小方格变成了平行四边形。  平面假设：变形前的横截面，变形后仍为平面，且形状、大小、间距不变，半径线仍为直线。 圆轴扭转的特点如下。  横截面上各点无轴向变形，故横截面上无正应力。  横截面绕轴线发生了旋转式的相对错动，即剪切变形，故横截面上有切应力存在。  各横截面半径不变，所以切应力方向与截面半径方向垂直。  距离圆心越远的点，变形就越大。 2.2.5 直梁弯曲 1．梁内力的计算 求梁内力的方法仍然是截面法。 2．受力方向的规定 受力方向的规定如下图所示，或者从变形的角度来规定。 3．梁的纯弯曲 ① 横向线仍为直线，只是相对变形前转过了一个角度，但仍与纵向线正交。 ② 纵向线弯曲成弧线，且靠近凹边的线缩短了，靠近凸边的线伸长了，而位于中间的一条纵向线既不缩短，也不伸长。 ③ 平面假设：梁弯曲变形后，其横截面仍为平面，并且垂直于梁的轴线，只是绕截面上的某轴转动了一个角度。 ④ 如果设想梁是由无数层纵向纤维组成的，由于横截面保持平面，说明纵向纤维从缩短到伸长是逐渐连续变化的，其中必定有一个既不缩短也不伸长的中性层（不受压又不受拉）。中性层是梁上拉伸区与压缩区的分界面。 2.2.6 物体组合变形 前面讨论了构件的拉压、剪切、扭转、弯曲等基本变形，在工程实际中，有许多构件在载荷作用下，常常同时产生两种或两种以上的基本变形，这种情况称为组合变形。 2.2.7 压杆稳定 对于细长杆和薄壁构件，思考当载荷增加时，会出现什么变形情况。 ① 细长直杆在较大的压力作用下，其轴线可能突然由直线变成曲线。 ② 受压的薄壁容器，在较大的外压力作用下，可能突然变扁。 ③ 上述现象称为丧失稳定性。 ④ 构件在载荷作用下保持其原有平衡形态的能力称为构件的稳定性。 F F F FS m m C C C C F QC F QC M C M C F QC F QC M C M C $