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会计学6.1剪切和挤压(jǐyā)的概念综上所述,杆件受到一对大小相等、方向相反、作用线相距很近并垂直杆轴的外力作用,两力间的横截面将沿力的方向发生相对错动,这种变形(biànxíng)称为剪切变形(biànxíng)。发生相对错动的截面称为剪切面。连接件受剪切时,两构件接触面上相互压紧,产生局部压缩的现象,称为挤压。部受压的表面称为挤压面。作用在挤压面上的压力称为挤压力。图6.16.2剪切和挤压(jǐyā)的实用计算由平衡条件∑Fx=0,Q-P=0解得Q=P工程上通常采用(cǎiyòng)以实验等为基础的实用计算法来计算,即假设剪应力在剪切面上是均匀分布的,所以剪应力的计算公式为τ=Q/A为了保证构件在工作中不发生剪切破坏,必须使构件工作时产生的剪应力,不超过材料(cáiliào)的许用剪应力,即τ=Q/A≤[τ]式(6.2)就是剪切强度条件。工程中常用材料(cáiliào)的许用剪应力,可从有关规范中查得,也可按下面的经验公式确定:塑性材料(cáiliào)[τ]=(0.6~0.8)[σl]脆性材料(cáiliào)[τ]=(0.8~1.0)[σl]图6.2在挤压面上,由挤压力引起的应力称为挤压应力,以σjy表示。挤压应力在挤压面上的分布规律也是比较复杂的,工程上同样采用实用计算法来计算,即假设挤压应力在挤压面上是均匀分布的,因此挤压应力为σjy=Pjy/Ajy为了保证构件局部不产生(chǎnshēng)挤压破坏,必须满足工作挤压应力不超过材料的许用挤压应力,即σjy=Pjy/Ajy≤[σjy]式(6.4)是挤压强度条件。挤压面积Ajy的计算方法,要根据接触(jiēchù)面的具体情况而定。当接触(jiēchù)面为平面时,挤压面积就是接触(jiēchù)面积;当接触(jiēchù)面为半圆柱面时,挤压面积为半圆柱体的正投影面积(图6.3(c)),这样按式(6.3)计算所得的挤压应力和实际最大挤压应力值很接近。【例6.1】两块厚度t=20mm的钢板对接,上下各加一块厚度t1=12mm的盖,通过直径d=16mm的铆钉连接(图6.4(a))。已知拉力P=100kN,许用应力[σ]=160MPa,[τ]=140MPa,[σjy]=320MPa。试确定所需铆钉的个数n及钢板的宽度b。【解】(1)由铆钉的剪切强度条件确定铆钉个数n取左半边,假设左半边需要(xūyào)n1个铆钉,则每个铆钉受力图如图6.4(b)。用截面法可求得剪切面上的剪力为Q=P/2n1剪切强度条件τ=Q/A=P/2n1A≤[τ]n1≥P/(2[τ]A)=1.78≈2故两边(liǎngbiān)共需铆钉数n=2n1=4。(2)校核挤压强度由于2t1>t,所以挤压的危险面在钢板与铆钉的接触面。挤压强度条件σjy=Pjy/Ajy=P/n1/dt=156MPa<[σjy]故挤压强度足够。(3)由拉伸强度条件计算钢板的宽度b由于2t1>t,可知(kězhī)钢板的抗拉强度较低,其受力情况如图6.4(c),由轴力图可知(kězhī)截面Ⅰ-Ⅰ为危险截面。拉伸强度条件σ=N/A=P/(b-d)t≤[σ]b≥P/(t[σ])+d=47.3mm取b=48mm。【例6.2】如图6.5所示,两块钢板平搭焊接在一起(yīqǐ),钢板厚度t=12mm。已知拉力P=145kN,焊缝许用剪应力[τ]=100MPa。试确定焊缝的长度l。【解】实验证明,搭接焊缝往往在焊缝面积最小的截面n-n方向剪断,其剪切面积为A=ltcos45°剪力为Q=P/2剪切强度条件τ=Q/A=P/(2ltcos45°)≤[τ]l≥P/√2t[τ]=85.5mm考虑焊缝端部质量较差,在确定它的实际长度时,通常将计算得到的长度,再增加10mm左右,故取l=95mm。【例6.3】图6.6表示一木屋架端接点的榫连接。其中螺栓只起固定和保险作用,在正常情况下可以认为不受力。已知上弦(shàngxián)杆的压力N=15.09kN,下弦杆的拉力N1=13.50kN;切槽深度d′d=30mm;木材的顺纹许用剪应力[τ]=1MPa,顺纹许用拉应力[σ]=5MPa,顺纹许用挤压应力[σjy]=10MPa,斜纹许用挤压应力[σjy]26°34′=6.3MPa。试校核此榫接的强度。【解】此榫接有三种破坏形式:ad面挤压破坏、dc面剪切破坏和de面拉伸破坏。(1)校核ad面的挤压强度对于上弦杆是顺纹挤压,对于下弦(xiàxián)杆是斜纹挤压。由于木材的[σjy]>[σjy]26°34′,所以应校核下弦(xiàxián)杆的斜纹挤压强度。挤压面