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第五章剪切与挤压
1. 图示切料装置用刀刃把切料模中Ф12mm的料棒切断。
料棒的抗剪强度τb=320MPa。
试计算切断力。
2. 图示螺栓受拉力F作用。
已知材料的许用切应力[τ]和许用拉应力[σ]的关系为
[τ]=0.6[σ]。
试求螺栓直径d与螺栓头高度h的合理比例。
3. 已知螺栓的许用切应力[τ]=100MPa，钢板的许用拉应力[σ]=160MPa。
试计算图示焊
接板的许用荷载[F]。
4. 矩形截面的木拉杆的接头如图所示。
已知轴向拉力F=50kN，截面宽度b=250mm，
木材的顺纹许用挤压应力[σbs]=10MPa，顺纹许用切应力[τ]=1MPa。
求接头处所需的尺寸l和a。
5. 图示联接构件中D=2d=32mm，h=12mm，拉杆材料的许用应力[σ]=120MPa，
[τ]=70MPa，[σbs]=170MPa。
试求拉杆的许用荷载[F]。
第五章拉伸剪切与挤压的强度计算在工程设计中，拉伸、剪切和挤压都是常见的受力方式。
在设计一个结构或零件时，我们需要对其进行强度计算，以确保其在受力过程中不会发生破坏。
第一步是确定材料的性能参数，如抗拉强度、屈服强度和剪切强度等。
这些参数可在材料的技术规范中找到或通过实验进行测定。
然后，我们可以使用这些参数来计算结构或零件在受力时的强度。
拉伸强度是衡量材料抵抗拉伸破坏的能力。
它可以通过应力-应变曲线来确定，或者可以直接从材料规范中获取。
对于简单的拉伸计算，我们可以使用材料的抗拉强度来作为该材料的最大应力值。
然后，我们可以使用材料的截面面积来计算所需的最小截面面积，以使结构或零件在受拉力时不会破坏。
剪切强度是衡量材料抗剪切破坏的能力。
剪切力是平行于材料截面的受力，而剪切应力则是剪切力与截面面积的比值。
当材料受到剪切力时，有可能发生剪切破坏。
为了计算剪切强度，我们需要知道材料的剪切模量和截面形状。
截面形状的复杂性会影响到剪切强度的计算。
挤压强度是衡量材料抗挤压破坏的能力。
材料在受挤压力时可能发生破坏，因此我们需要计算材料的挤压强度以保证结构或零件的安全性。
挤压力的大小直接影响着挤压强度的计算结果。
对于简单的挤压计算，我们可以根据材料的抗压强度和截面积来计算挤压强度。
总的来说，在进行拉伸、剪切和挤压强度计算时，我们需要先了解材料的性能参数，然后根据受力情况和结构形状计算所需的最小截面面积或抗力。
这些计算结果可以与结构或零件的要求进行比较，以确保其在受力过程中不会发生破坏。
需要注意的是，以上只是简单介绍了拉伸、剪切和挤压强度计算的基本原理和方法。
在实际工程设计中，还需要考虑到许多其他因素，如材料的几何形状、受力方式的复杂性、环境因素等。
因此，在进行强度计算时，建议进行详细的分析和计算，以确保设计的结构或零件符合要求。
教案一、课前引入（5´）复习：作业分析，提出作业中从在的问题和解决办法。
同时复习，拉伸和压缩是时的变形特点以及内力和应力的求解方法。
二、讲授新课（80´）（一）剪切与挤压举例：剪切钢板；在钢板上冲圆孔；两块钢板用铆钉相连接；两块钢板用焊缝相连接。
二、剪切的概念受力特点：作用于构件两侧面上的外力合力大小相等，方向相反，且作用线相距很近。
变形特点：两力之间相邻截面发生相对错动。
剪切面：相对错动的面。
三、 剪切与挤压的强度计算1、外力：F 。
2、内力：（截面法）剪力 Fs=F 。
3、应力：实用切应力，名义切应力(剪应力）假设——剪切面上只存在切应力，而且其分布是均匀的。
方向：同剪力的方向。
4、强度计算A 、强度条件：B 、许用切应力：C 、强度计算：⑴校核强度，⑵设计截面，⑶确定外荷载。
四、挤压的实用计算一、基本概念：1、挤压——构件之间相互接触表面产生的一种相互压紧的现象。
2、挤压面——相互压紧的表面。
其面积用A bs 表示。
3、挤压力——挤压面上的力。
用F bs 表示。
4、挤压应力——挤压面上的压强。
用σbs 表示。
A F s =τ[]ττ≤=AF s []n jx ττ=AF sbjx =τ五、挤压应力的确定（实用的挤压应力，名义挤压应力） 假设：挤压面上只存在挤压应力，且挤压应力分布均匀。
方向：垂直于挤压面。
六、强度计算： 1、强度条件： 2、强度计算：⑴校核强度，⑵设计截面尺寸，⑶确定外荷载。
七、挤压面面积的确定 1、实际的挤压面为平面时——按实际平面面积计算。
2、实际的挤压面为半圆柱型表面时——按其对应的直经平面计 算。
八、小结——接头处的强度计算1、剪切的强度计算：2、挤压的强度计算：3、轴向拉伸的强度计算：bs bs bs A F =σ[]bs bs bs bs A F σσ≤=[]ττ≤=A Fs []bs bs bs bs A F σσ≤=[]σσ≤=0A F N三、课堂总结（4´）重点分析了剪切的受力特点和变形特点，同时要求同学们能够很好的应用应力公式进行强度校核。
第5章剪切和挤压5.1剪切的概念和实例在工程实际中，为了将构件互相连接起来，通常要用到各种各样的连接。
例如图5-1 中所示的(a〉为拖车挂钩的销轴连接；(b)为桥梁结构中常用的钢板之间的钏钉连接；(c) 为传动轴与齿轮之间的键块连接；(d)为两块钢板间的螺栓连接；(e)为构件中的搭接焊缝连接。
这些起连接作用的销轴，钏钉，键块，螺栓及焊缝等统称为连接件。
这些连接件的体积虽然比较小，但对于保证整个结构的牢固和安全却具有重要作用。
因此，对这类零件的受力和变形特点必须进行研究、分析和计算。
现以螺栓连接为例来讨论剪切变形与剪切破坏现彖。
设两块钢板用螺栓连接，如图5-2 ("所示。
当钢板受到横向外力N拉伸时，螺栓两侧面便受到由两块钢板传来的两组力P 的作用。
这两组力的特点是：与螺栓轴线垂直，大小相等，方向相反，作用线相距极近。
在这两组力的作用卞，螺栓将在两力间的截面m-m处发生错动，这种变形形式称为剪切。
发生相对错动的截面称为剪切面，它与作用力方向平行。
若连接件只有一个剪切面，称为单剪切，若有两个剪切面，称为双剪切。
为了进一步说明剪切变形的特点，我们可以在剪切面处取出一矩形簿层来观察，发现在这两组力作用下，原来的矩形将歪斜成平行四边形，如图5-2b所示。
即矩形薄层发生了剪切变形。
若沿剪切面m-m截开，并取出如图5-2c所示的脫离体，根据静力平衡方程，则在受剪面m-m ±必然存在一个与力P人小相等、方向相反的内力0,此内力称为剪力。
若使推力P逐渐增人，则剪力也会不断增人。
当其剪应力达到材料的极限剪应力时，螺栓就会沿受剪面发生剪断破坏。
T(a) (b)图5-2 螺栓连接的剪切破坏5.2剪切和挤压的实用计算5.2.1剪切的实用计算受剪切的连接件一般人多为短粗杆，且剪切变形均发生在某一局部，要从理论上计算它们的工作应力往往非常复杂，有时甚至是不可能的。
即使用精确理论进行分析，所得结果也会与实际情况有较大的出入。
