单辉祖材料力学-2(第二章-轴向拉压应力与材料的力学性能).ppt

§2-7连接部分的强度计算----剪切与挤压的实用计算1、剪切的概念（3）单剪与双剪 仅一个剪切面称为单剪（见图1），若有两个剪切面则称为双剪（见图2）。2、剪切的假定计算剪力FS------主要成分弯矩M------次要成分，可忽略。（3）剪切强度条件 τ＝FS/AS≤[τ] 许用剪应力[τ]通过试验得到。在该试验中，应使试样的受力尽可能地接近实际联接件的情况，求得试样失效时的极限载荷，然后根据公式τ求出名义极限剪应力τb，除以安全系数n，得许用剪应力[τ]，从而建立强度条件。对于塑性较好的低碳钢材料，根据实验所积累的数据并考虑安全系数，[τ]与许用拉应力[σ]之间的关系为： [τ]=(0.6—0.8)[σ]在外力的作用下，联接件和被联接件在接触面上将相互压紧，这种局部受压的情况称为挤压。挤压面—该接触面。挤压力—该压紧力。挤压破坏—在接触处的局部区域产生塑性变形或压潰。4、挤压的假定计算（1）挤压应力σbs=Fb/Abs式中σbs为挤压应力，Fb为挤压面上传递的力－挤压力Abs为挤压计算面积。当接触面为平面时，Abs就是接触面的面积；当接触面为圆柱面时（如铆钉与钉孔间的接触面），Abs应取受压圆柱面在相应径向平面上的投影面积，即圆孔或圆钉的直径平面面积。材料的许用挤压应力[σbs]可由有关规范中查到。对于钢材，一般可取[σbs]=（1.7—2.0)[σ]例题1、铆钉和板用同一种材料制成，已知t=8mm，[τ]=30MPa，[σbs]=100MPa,P=15kN，试选择直径d。例题2.钢板冲孔，已知t=5mm，d=18mm，剪切极限应力τ0=400MPa，求冲力P的大小。解:（1）内力分析:剪力：Fs=P剪切面面积：A=πdt(2)应力分析与强度计算： τ=Fs/A≥τ0由上解得： P≥τ0πdt=113kN（2）挤压强度计算工程应用举例双剪钉拉断剪切面：圆柱面挤压面：圆环挤压面剪切面钉剪切力外板挤压力里板挤压力解：取铆钉中段研究①剪切强度计算剪力：Fs=P/2=7.5kNτ=Fs/A=Fs/(πd2/4)≤[τ]→d≥17.8mm②挤压强度计算挤压力：Pb=15kN，Abs=2td,σbs=Pb/Abs≤[σbs]→d≥9.4mm ∴d≥17.8mm。若取标准件，查手册，d=20mm。问题：(1)若中间板的厚度为3t，应取哪段研究？(2)若铆钉和板用不同材料制成，计算挤压强度时，应以铆钉为研究对象还是以板为研究对象？纤维单向排列的玻璃钢沿纤维方向拉伸时的s—e曲线特点：1、直至断裂前s—e基本是线弹性的；2、由于纤维的方向性，玻璃钢的力学性能是各向异性的。六、复合材料与高分子材料的拉伸力学性能七、温度对材料力学性能的影响温度对材料的力学性能有很大影响.§2-6应力集中的概念应力集中由于杆件横截面突然变化而引起的应力局部骤然增大的现象。截面尺寸变化越剧烈，应力集中就越严重。理论应力集中因数：具有小孔的均匀受拉平板sn——截面突变的横截面上smax作用点处的名义应力；轴向拉压时为横截面上的平均应力。应力集中对强度的影响：理想弹塑性材料制成的杆件受静荷载时荷载增大进入弹塑性极限荷载弹性阶段脆性材料或塑性差的材料塑性材料、静荷载不考虑应力集中的影响要考虑应力集中的影响动荷载§2-6许用应力与强度条件Ⅰ、材料的许用应力塑性材料:脆性材料:对应于拉、压强度的安全因数极限应力suss或sp0.2sb许用应力:工作应力的最大容许值。n1工作应力：构件实际承载所引起的应力。ns一般取1.25~2.5，塑性材料:脆性材料:或nb一般取2.5~3.0，甚至4~14。Ⅱ、关于安全因数的考虑（1）极限应力的差异；（2）构件横截面尺寸的变异；（3）荷载的变异；（4）计算简图与实际结构的差异；（5）考虑强度储备。Ⅲ、拉（压）杆的强度条件保证拉（压）杆不因强度不足发生破坏的条件等直杆强度计算的三种类型：（1）强度校核（2）截面选择（3）计算许可荷载强度条件的应用举例(1)求内力（节点A平衡）(2)求应力（A1，A2横截面积）A1.校核强度校核结构是否安全？已知F，，A1，A2，，解：2.确定许用载荷（结构承载能力）求[F]已知，A1，