工程力学 轴向拉压与材料性质.ppt

F F m m F F F F m m 2、剪切特点 作用于构件两侧面上的外力合力大小相等，方向相反，且作用线相距很近。 变形特点： 剪切面：相对错动的面。 受力特点： 两力之间相邻截面发生相对错动。 F/2 F/2 F 1、外力：F。 2、内力：（截面法）剪力 Fs=F。 3、应力：（实用剪应力，名义剪应力） 假设——剪切面上只存在剪应力，而且其分布是均匀的。 方向：同剪力的方向。 二、 剪切的实用计算 m m F F F Fs τ 剪切面面积。 2、许用剪应力： 4、强度计算 1、强度条件： 3、强度计算： ⑴校核强度，⑵设计截面，⑶确定外荷载。 1、基本概念： 2)、挤压面——相互压紧的表面。其面积用Abs表示。 3)、挤压力——挤压面上的力。用Fbs表示。 4)、挤压应力——挤压面上的压强。用σbs表示。 1)、挤压—构件之间相互接触表面产生的一种相互压紧的现象。 三、挤压的实用计算 1)、强度条件： 3、强度计算： 2)、强度计算：⑴ 校核强度; ⑵ 设计截面尺寸; ⑶ 确定外荷载。 2、挤压应力的确定：（实用的挤压应力，名义挤压应力） 假设：挤压面上只存在挤压应力，且挤压应力分布均匀。 方向：垂直于挤压面。 1、实际的挤压面为平面时——按实际平面面积计算。 2、实际的挤压面为半圆柱型表面时——按其对应的直经平面计算。 四、挤压面面积的确定 五、小结 接头处的强度计算 1、剪切的强度计算： 2、挤压的强度计算： 3、轴向拉伸的强度计算： 例：木榫接头如图所示，a = b =12cm，h = 35cm，c = 4.5 cm, P = 40 KN，试求接头的剪应力和挤压应力。 解：?：受力分析如图∶ ③：挤压应力计算： 剪切面∶A=bh ?：剪应力计算： 剪力：Fs=F 剪应力： 挤压面：Abs=bc 挤压力：Fbs=F 挤压应力： P P b A Abs 解：?：键的受力分析如图 例：齿轮与轴由平键（b*h*L=20*12*100）连接，它传递的扭矩M=2 KNm，轴的直径 d=70mm，键的许用剪应力为[?]= 60 MPa ，许用挤压应力为[?bs]= 100 MPa，试校核键的强度。 综上，键满足强度要求。 ?：剪应力的强度校核 ③：挤压应力的强度校核 A=bL （ ） （Fbs=F, Abs=Lh/2） A M d F 例：一铆接头如图所示，受力 P=110kN，钢板厚度 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[?bs]= 320M Pa，试校核铆接头的强度。（假定每个铆钉受力相等。） P/4 P/4 P P d P P ?：受力分析如图 解：一、铆钉的强度计算 P/4 P/4 ?：剪应力的强度计算 ③ ：挤压应力的强度计算 Fbs=P/4, Abs=td ?：拉伸的强度计算 综上，接头安全。 二、钢板的强度计算 ?：受力分析如图 危险面为：2—2、3—3面 P/4 3P/4 P N X 剪切与挤压小结 一、剪切的概念 受力特点：作用于构件两侧面上的外力合力大小相等，方向相反，且作用线相距很近。 变形特点：两力之间相邻截面发生相对错动。 二、应力 三、强度计算 ⑴校核强度，⑵设计截面，⑶确定外荷载。 剪切面的确定：两力之间相邻截面发生相对错动的面。 重点 四、挤压的基本概念：构件之间相互接触表面产生的一种相互压紧的现象。 五、挤压应力的确定： 六、强度计算： ⑴校核强度，⑵设计截面尺寸，⑶确定外荷载。 1、实际的挤压面为平面时——按实际平面面积计算。 2、实际的挤压面为半圆柱型表面时——按其对应的直经平面计算。 七、挤压面面积的确定 重点 八、接头处的强度计算—— 1、剪切的强度计算： 2、挤压的强度计算： 3、轴向拉压的强度计算： §2- 12. 14. 16. 17. 22 [例] 已知三铰屋架如图，承受竖向均布载荷，载荷的分布集度为：q =4.2kN/m，屋架中的钢拉杆直径 d =16 mm，许用应力[?]=170M Pa。试校核刚拉杆的强度。 钢拉杆 4.2m q 8.5m 解： ① 整体平衡求支反力 FAy FBy FAx 钢拉杆 8.5m q 4.2m A B 2、边长的确定： X FN 40KN 60KN A B C 100kN 40kN ≥ ≥ ≥ ≤ 例：已知：三角架ABC的 =120 MPa，AB 杆为 2 根 80*80*7 的等边角钢，AC 为