第三章 受拉(压)构件的强度计算与受剪切

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1、上一内容下一内容回主目录O返回第一篇 力学基础第一章第一章 刚体刚体受力分析受力分析第二章第二章 金属力学性能金属力学性能第三章第三章 受拉构件的强度计算受拉构件的强度计算与受剪切构建的实用计算与受剪切构建的实用计算第四章第四章 直梁的弯曲直梁的弯曲第五章第五章 圆轴的扭转圆轴的扭转上一内容下一内容回主目录O返回1 受拉直杆的强度计算受拉直杆的强度计算2 剪切和挤压强度计算剪切和挤压强度计算3 本章小结本章小结第三章 构件的强度计算和使用计算 上一内容下一内容回主目录O返回第一节 受拉杆件的强度计算一、强度条件的建立与许用应力的确定一、强度条件的建立与许用应力的确定1. 受拉直杆的强度条件受拉

2、直杆的强度条件受拉直杆的强度条件：构件不发生破坏的条件受拉直杆的强度条件：构件不发生破坏的条件 受拉直杆横截面上的实际应力（工作应力）计算公式受拉直杆横截面上的实际应力（工作应力）计算公式为：为：AS横截面积横截面积轴力轴力AP横截面积横截面积拉力拉力 直杆受简单拉伸时，直杆受简单拉伸时，S=P，此时的工作应力：，此时的工作应力：上一内容下一内容回主目录O返回第一节 受拉杆件的强度计算许用应力许用应力：从保证杆的：从保证杆的安全工作安全工作出发，干的工作应力应规定出发，干的工作应力应规定一个一个最高的允许值最高的允许值，这个允许值就称为材料的基本许用应力。，这个允许值就称为材料的基本许用应力。

3、 受拉直杆横截面上的实际应力（工作应力）计算公式受拉直杆横截面上的实际应力（工作应力）计算公式为：为： SA PA 直杆受简单拉伸时的工作应力：直杆受简单拉伸时的工作应力：(1)(2)(1)(2)都称作受拉伸杆的强度条件都称作受拉伸杆的强度条件上一内容下一内容回主目录O返回第一节 受拉杆件的强度计算2. 许用应力许用应力许用应力许用应力nu安全系数安全系数 n1极限应力极限应力关于安全因数的考虑：关于安全因数的考虑：（1）极限应力的差异；）极限应力的差异；（2）构件横截面尺寸的变异；）构件横截面尺寸的变异；（3）荷载的变异；）荷载的变异；（4）计算简图与实际结构的差异；）计算简图与实际结构的差

4、异；（5）考虑强度储备。）考虑强度储备。上一内容下一内容回主目录O返回第一节 受拉杆件的强度计算ns一般取一般取 1.5 2.0塑性材料塑性材料:脆性材料脆性材料:ssns0.2n或bbnnb一般取一般取 2.0 5.0上一内容下一内容回主目录O返回第一节 受拉杆件的强度计算二、强度条件的应用二、强度条件的应用 minmaxmaxAS1、强度校核：、强度校核： 2、设计截面：、设计截面： 3、确定许可载荷：、确定许可载荷： 或或 已知构件材质、已知构件材质、S和和A，考察是否，考察是否 已知构件材质、已知构件材质、S 和和，设计构件的截面，设计构件的截面Amin（几何（几何形状），即形状），即

5、 已知构件材质、已知构件材质、A和和，可以确定许可载荷，可以确定许可载荷 （S P），），即即 AS/SAASASmax上一内容下一内容回主目录O返回第一节 受拉杆件的强度计算例例1 一个总重为一个总重为700N的电动机，采用的电动机，采用M8吊环螺钉起吊，螺纹根部吊环螺钉起吊，螺纹根部直径为直径为6.4mm，如图所示，其材料为，如图所示，其材料为Q215，许用应力，许用应力s=40 Mpa,试校核起吊时吊环螺钉是否安全？试校核起吊时吊环螺钉是否安全？GG解解 螺钉根部的正应力为：螺钉根部的正应力为：SGAA270022(6.4)4MPa材料的材料的s=40Mpa由此说明该吊环螺钉是安全的由此

6、说明该吊环螺钉是安全的上一内容下一内容回主目录O返回第二节 拉（压）杆件的剪切和挤压强度计算一、剪切变形和剪力一、剪切变形和剪力螺栓连接螺栓连接铆钉连接铆钉连接销轴连接销轴连接平键连接平键连接典型剪切实例：典型剪切实例：上一内容下一内容回主目录O返回1 受拉直杆的强度计算受拉直杆的强度计算2 剪切和挤压强度计算剪切和挤压强度计算3 本章小结本章小结第三章 构件的强度计算和使用计算 上一内容下一内容回主目录O返回第二节 拉（压）杆件的剪切和挤压强度计算一、剪切变形和剪力一、剪切变形和剪力螺栓连接螺栓连接典型剪切实例：典型剪切实例：上一内容下一内容回主目录O返回第二节 拉（压）杆件的剪切和挤压强度

7、计算FF错动错动FF上刀刃上刀刃下刀刃下刀刃mmFF错动错动 剪切剪切：作用在构件（铆钉）两个侧面上且与构件轴线垂作用在构件（铆钉）两个侧面上且与构件轴线垂直的外力，使构件两部分有沿中面直的外力，使构件两部分有沿中面m-m发生相对错动的趋发生相对错动的趋势，这种截面间的相对错动称为势，这种截面间的相对错动称为剪切变形剪切变形。mm上一内容下一内容回主目录O返回第二节 拉（压）杆件的剪切和挤压强度计算PPPP剪切面剪切面mm剪切面：剪切面：构件发生相互错动的截面，如构件发生相互错动的截面，如mm 。 外力外力P增大到一定程度时，增大到一定程度时，构件将沿剪切面被破坏或剪断。构件将沿剪切面被破坏或

8、剪断。上一内容下一内容回主目录O返回第二节 拉（压）杆件的剪切和挤压强度计算受力特点：受力特点： 构件受两组大小相等、方向相反、作用线相互很近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。（差一个几何平面）的平行力系作用。变形特点：变形特点： 构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动。构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动。剪切变形的受力特点和变形特点：剪切变形的受力特点和变形特点：mm（合力）（合力）（合力）（合力）PP上一内容下一内容回主目录O返回第二节 拉（压）杆件的剪切和挤压强度计算剪力：剪力：剪切面上的内力，用剪切面上的内力，用Q表示。表示。PPPmmQ

9、剪切面剪切面剪力的作用线与剪切面平行。剪力的作用线与剪切面平行。剪力的计算：剪力的计算： 截面法：截面法：剪切面上的剪力在数值上等于该截面一侧所剪切面上的剪力在数值上等于该截面一侧所有有横向外力横向外力的的代数和代数和。实例：上图中，剪力实例：上图中，剪力Q=P。上一内容下一内容回主目录O返回第二节 拉（压）杆件的剪切和挤压强度计算二、连接零件剪切强度的实用计算二、连接零件剪切强度的实用计算 剪切变形比较复杂，剪应力分布规律也很难确定，工剪切变形比较复杂，剪应力分布规律也很难确定，工程上为了便于计算提出实用计算，即假定剪力在剪切面程上为了便于计算提出实用计算，即假定剪力在剪切面上是均匀分布，得

10、上是均匀分布，得名义剪应力名义剪应力：AQ剪力剪力剪切面面积剪切面面积名义剪应力（平均剪应力）名义剪应力（平均剪应力）剪切强度条件：剪切强度条件：AQ：许用剪应力许用剪应力，可通过剪切破坏试验确定。，可通过剪切破坏试验确定。 一般情况下，材料的许用剪应力一般情况下，材料的许用剪应力和许用拉应力和许用拉应力之间有以下关系：之间有以下关系：对钢材，对钢材， 0.75 0.8 上一内容下一内容回主目录O返回第二节 拉（压）杆件的剪切和挤压强度计算三、某些连接零件的挤压强度计算三、某些连接零件的挤压强度计算挤压：挤压：构件局部面积的承压现象。构件局部面积的承压现象。P PP P 一般来讲，承受剪切的构

11、一般来讲，承受剪切的构件在发生剪切变形的同时都件在发生剪切变形的同时都伴随有挤压。伴随有挤压。 挤压力：挤压力：作用在接触面上作用在接触面上的压力，用的压力，用Pjy表示。表示。 挤压变形：挤压变形：在接触面产生在接触面产生的变形。的变形。 挤压应力：挤压应力：挤压力相对应的应力，用挤压力相对应的应力，用jy表示。表示。上一内容下一内容回主目录O返回第二节 拉（压）杆件的剪切和挤压强度计算 假设挤压应力均匀地分布在挤压面上，则实用挤压应假设挤压应力均匀地分布在挤压面上，则实用挤压应力：力：jyjyjyjyAPjyjyjyAP挤压力挤压力挤压面积挤压面积Ajy：接触面在垂直接触面在垂直Pjy方向

12、上的投影面的面积。方向上的投影面的面积。挤压强度条件：挤压强度条件：许用挤压应力许用挤压应力jy常由实验方法确定常由实验方法确定对于钢材大致可取对于钢材大致可取1.7 2.0 jy上一内容下一内容回主目录O返回第二节 拉（压）杆件的剪切和挤压强度计算2hlAjy lhb挤压面积挤压面积Ajy：接触面在垂直接触面在垂直Pjy方向上的投影面的面积。方向上的投影面的面积。hdhdAjy PP2hd上一内容下一内容回主目录O返回第二节 拉（压）杆件的剪切和挤压强度计算例例3-3，P51对于销钉对于销钉对杆件对杆件上一内容下一内容回主目录O返回1 受拉直杆的强度计算受拉直杆的强度计算2 剪切和挤压强度计算剪切和挤压强度计算3 本章小结本章小结第三章 构件的强度计算和使用计算 上一内容下一内容回主目录O返回本章小结构件构件受拉受拉受拉（压）受拉（压）许用应力许用应力 SA强度条件的应用强度条件的应用剪切强度条件剪切强度条件挤压强度条件挤压强度条件强度校核强度校核确定截面尺寸确定截面尺寸计算构件允许的最大载荷计算构件允许的最大载荷上一内容下一内容回主目录O返回第二节 拉（压）杆件的剪切和挤压强度计算作业作业P54 二、检测题二、检测题1、2、5习题习题3、7