任务导引
在工程实际中,很多联接构件,如铆钉等,当外力过大时,会出现断裂。此时的联接件是受到了哪些应力的作用呢?
图8.2.1
任务要求
(1)了解构件剪切变形的形式和特征;
(2)掌握剪切的强度计算。
任务实施
一、剪切的概念
剪床剪钢板是剪切的典型实例[见图8.2.2(a)]。剪切时,上、下刀刃以大小相等、方向相反、作用线相距很近的两力F作用于钢板上,如图8.2.2(b)所示,使钢板在两力间的截面m—m发生相对错动。在工程实际中的许多联接件,如键(见图8.2.3)、铆钉(见图8.2.4)等都受到剪切变形,对它们进行受力分析可知其受力特点是:杆件受到一对大小相等、方向相反、作用线平行且相距很近的外力;变形特点是:杆件两力间的截面发生相对错动。发生相对错动的截面(图中的m—m截面)称为剪切面,它位于两个反向的外力作用线之间,并与外力平行。
图8.2.2 剪床剪钢板
图8.2.3 键
图8.2.4 铆钉
二、挤压的概念
在杆件发生剪切变形的同时,往往伴随着挤压变形,如前述的铆钉和键联接,在传递力的接触面上,由于局部承受较大的压力,会出现塑性变形,这种现象称为挤压。发生挤压的接触面称为挤压面。挤压面上的压力称为挤压力。挤压面就是两杆件的接触面,一般垂直于外力作用线。
三、剪切和挤压的实用计算(www.xing528.com)
在工程上,剪切和挤压的计算都采用实用计算法,即认为剪力在剪切面上的分布和挤压力在挤压面上的分布都是均匀的,并分别建立其强度条件:
(1)抗剪强度条件。
式中 FQ——剪切面上的剪力,N;
A——剪切面的面积,m2;
[τ]——材料的许用切应力,Pa,可从有关手册中查得。
(2)挤压强度条件。
式中 Fjy——挤压面上的挤压力,N;
Ajy——挤压面面积,m2;
[σjy]——材料的许用挤压应力,Pa,具体数据可从有关手册中查得。
计算挤压面面积时应注意:当挤压面为平面时,挤压面面积为实际接触面的面积;当挤压面为半圆柱面时(如铆钉连接),挤压面面积按半圆柱面的正投影面积计算。
抗剪强度条件和挤压强度条件也可以解决强度校核、设计截面、确定许可载荷这三类问题。值得注意的是,因为挤压变形具有相互性,所以在挤压强度计算中,当连接件和被连接件的材料不同时,应对挤压强度较低的杆件进行强度计算。
任务拓展与反思
1.什么剪切?
2.什么是挤压?
3.剪切和挤压是不是同时发生的?
4.在生产、生活中哪些构件是产生了剪切变形的?
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