00_3第三节圆轴剪切与扭转变形.ppt

第 三 章 剪切与圆轴的扭转;一、剪切的工程实例;§3-1 剪切;螺栓连接;平键连接;6;7;简单典型 —— 1个螺栓、2个被联接的构件;螺栓受力特点;基于螺栓的受力分析，容易预测出螺栓可能的失效形式 （1）在截面 mn, pq 处被剪断 （2）受挤压部分的半圆被“挤扁” （近似半椭圆） ;被联接构件受力特点;12;为保证设计的安全, 必须对联接件、被联接构件 进行强度计算： 联接件 —— 剪应力，挤压应力 被联接构件—— 挤压应力 剪应力、挤压应力的分布函数很复杂，需用有限元等 数值方法计算（如挤压应力属于接触问题） 为了方便工程，提出实用计算 —— 假定应力均匀分布，得到名义应力；本质算平均应力;剪切受力特点：作用在构件两侧面上的外力合力大小相等、方向相反且作用线很近。;三、挤压的实用计算;挤压强度条件：;A;§3-1 剪切; 为充分利用材料，剪应力和挤压应力应满足; 图示接头，受轴向力F 作用。已知F=50kN，b=150mm，δ=10mm，d=17mm，a=80mm，[σ]=160MPa，[τ]=120MPa，[σbs=320MPa，铆钉和板的材料相同，试校核其强度。 ;2.铆钉的剪切强度 ;? 焊缝剪切计算;四.剪应变 剪切胡克定律; 对各向同性材料可以证明，弹性常数E、G、μ存在关系;小 结;一、概述;汽车方向盘;28;T; 扭转变形是指杆件受到大小相等,方向相反且作用平面垂直于杆件轴线的力偶作用,使杆件的横截面绕轴线产生转动。 ;直接计算;按输入功率和转速计算;33;2.扭矩和扭矩图;§3-3 扭转时外力和内力的计算;§3-3 扭转时外力和内力的计算;§3-3 扭转时外力和内力的计算;扭矩正负规定;扭矩图;解:;(2)计算扭矩;§3-3 扭转时外力和内力的计算;§3-4 圆轴扭转时的应力;44;实验现象： （1）各圆周线的形状、大小以及两圆周线间的距离均无变化，只是绕轴线转了不同的角度； （2）所有纵向线仍近似地为一条直线，只是都倾斜了同一个角度，使原来的矩形变成平行四边形。;推论： （1）横截面上各点均发生剪应变，因而必然有剪应力存在，且为与半径方向垂直的圆周方向的剪应力； （2）变形时相邻横截面间距离不变，圆轴没有伸长或缩短，线应变等于零，所以正应力为零。;圆轴扭转时横截面上各点的剪应变变化规律： 圆轴横截面上某一点的剪应变与该点到圆心的距离成正比，圆心处为零，圆轴表面最大，在半径为 的同一圆周上各点的剪应变相等。;三、利用静力学关系求剪应力的大小;;四、圆截面的I p 与 W p 的计算;空心轴;实心轴与空心轴 Ip 与 Wp 对比;§3-5 圆轴扭转时的变形;§3-6 圆轴扭转时的强度和刚度计算;二、圆轴扭转时的刚度条件;扭转强度条件;已知：P＝7.5kW， n=100r/min，最大剪应力不得超过40MPa，空心圆轴的内外直径之比 ? = 0.5。二轴长度相同。;已知：P＝7.5kW, n=100r/min，最大切应力不得超过40MPa，空心圆轴的内外直径之比 ? = 0.5。二轴长度相同。;确定实心轴与空心轴的重量之比;P1=14kW, P2= P3= P1/2=7 kW;3、计算各轴的横截面上的 最大剪应力;;;;;