第三章 剪切与挤压
第三章 剪切与挤压
3.1在剪切强度条件[]Q A ττ
=
≤中，下列论述中正确的有（ ）
。 （A ）τ为受剪面上危险点处的剪应力
（B ）τ为受剪面上的平均剪应力
（C ）[]τ为材料在纯剪切应力状态时的许用剪应力
（D ）[]τ为通过连接件的剪切破坏实验得到的材料的许用剪应力 3.2在挤压的强度条件[]bs bs bs bs
P A σσ=
≤中，下列论述中正确的有（
）。
（A ）bs σ是受挤压面上的平均挤压应力 （B ）bs σ是受挤压构件横截面上的压应力 （C ）bs σ是受挤压构件横截面上的最大挤压应力 （D ）bs A 是受挤压构件横截面面积 （E ）bs A 是构件的接触面面积
（F ）当构件的接触面为平面时，bs A 是接触面的面积；当接触面为半圆柱面时，
bs A 是其直径截面的面积
（G ）[]bs σ是材料压缩时的许用应力
（H ）[]bs σ为通过连接件的挤压破坏实验得到的材料的许用挤压应力
3.3直径为d 的拉杆穿过平板上的圆孔，受力如图所示。该拉杆的剪切面面积
为 ，挤压面面积为 ，剪力Q 为 ，挤压力b s P 为 。
3.4直径为d 的圆柱置于厚度为t ，直径为D =4d 的基座上，地基对基座的支反力可认为均匀分布。圆柱受压里P 时，基座的受剪面面积A = ，受剪面上的剪应力τ= 。
3.5拉杆用四个直径相同的铆钉固定在连接板上。拉杆横截面是宽为b ，厚为t 的矩形。已知拉杆和铆钉的材料相同，许用剪应力为[]τ，许用挤压应力为[]bs σ。设拉力为P ，则铆钉的剪切强度条件为（ ），拉杆的挤压强度条件为（ ）。
（A ）[]2
P
d
τπ≤ （B ）
[]2
2P
d
τπ≤ （C ）
[]2
4P d τπ≤ （D ）
[]2
4P
d
τπ≤
（E ）[]2bs P td
σ≤ （F ）
[]4bs P td
σ≤ （G ）
[]2bs P td
σπ≤
（D ）
[]4bs P
td
σπ≤
图3.3
图3.4
材料力学第5章剪切和挤压
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铆钉连接；（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，铆钉，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。 （a）（b） (c) (d) 图5-1 工程中的连接 现以螺栓连接为例来讨论剪切变形与剪切破坏现象。设两块钢板用螺栓连接，如图5-2（a）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。在这两组力的作用下，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所示的脱离体，根据静力平衡方程，则在受剪面m-m上必然存在一个与力P大小相等、方向相反的 内力Q，此内力称为剪力。若使推力P逐渐增大，则剪力也会不断增大。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。 (a) (b) (c) 图5-2 螺栓连接的剪切破坏
单元5 剪切与扭转变形时的承载力计算
单元5 剪切与扭转变形时的承载力计算 【学习目标】 1.能深入理解剪切和挤压的概念； 2.能进行剪应力和压应力的计算和校核； 3.能灵活运用剪切虎克定律公式和剪应力互等定理； 4.能深入理解圆轴的扭矩的概念和公式； 5.能进行圆轴圆轴扭转强度计算，最大剪应力； 5.1 剪切与挤压变形实例 5.1.1剪切的概念 它是指杆件受到一对垂直于杆轴方向的大小相等、方向相反、作用线相距很近的外力作用所引起的变形，如铆钉连接中的铆钉及销轴连接中的销等都是心剪切变形为主要变形的构件。 图5.1 如图所示。此时，截面cd相对于动将发生相对ab错动，即剪切变形。若变形过大，杆件将在两个外力作用面之间的某一截面m—m处被剪断，被剪断的截面称为剪切面，如图5.1所示。 5.1.2挤压的概念 构件在受剪切的同时，在两构件的接触面上，因互相压紧会产生局部受压,称为挤压。 图5.2
如图5.2所示的铆钉连接中，作用在钢板上的拉力F，通过钢板与铆钉的接触面传递给铆钉，接触面上就产生了挤压。两构件的接触面称为挤压面，作用于接触面的压力称挤压力，挤压面上的压应力称挤压应力，当挤压力过大时，孔壁边缘将受压起“皱”，铆钉局部压“扁”，使圆孔变成椭圆，连接松动，这就是挤压破坏。因此，连接件除剪切强度需计算外，还要进行挤压强度计算。 图5.3 5.2 铆接或螺栓连接实用计算（剪切与挤压的实用计算） 5.2.1剪切的实用计算 剪切面上的内力可用截面法求得。 图5.4 假想将铆钉沿剪切面截开分为上下两部分，任取其中一部分为研究对象，由平衡条件可知，剪切面上的内力Ｑ必然与外力方向相反，大小由∑Ｘ＝０，Ｆ－Ｑ＝０，得：Ｑ＝Ｆ这种平行于截面的内力Ｑ称为剪力。 与剪力Ｑ相应，在剪切面上有剪应力η存在。剪应力在剪切面上的分布情况十分复杂，工程上通常采用一种以试验及经验为基础的实用计算方法来计算，假定剪切面上的剪应力η是均匀分布的。因此：Ｑη＝―Ａ式中Ａ——剪切面面积； Ｑ——剪切面上的剪力。 为保证构件不发生剪切破坏，就要求剪切面上的平均剪应力不超过材料的许用剪应力，即剪切时的强度条件为：Ｑ η＝―≤［η］（ 5.1 ） Ａ 式中［η］——许用剪应力，许用剪应力由剪切试验测定。
材料力学习题册答案-第3章 扭转
第三章扭转 一、是非判断题 1.圆杆受扭时，杆内各点处于纯剪切状态。（×） 2.杆件受扭时，横截面上的最大切应力发生在距截面形心最远处。（×） 3.薄壁圆管和空心圆管的扭转切应力公式完全一样。（×） 4.圆杆扭转变形实质上是剪切变形。（×） 5.非圆截面杆不能应用圆截面杆扭转切应力公式，是因为非圆截面杆扭转时“平截面假设”不能成立。（√） 6.材料相同的圆杆，他们的剪切强度条件和扭转强度条件中，许用应力的意义相同，数值相等。（×） 7.切应力互等定理仅适用于纯剪切情况。（×） 8.受扭杆件的扭矩，仅与杆件受到的转矩（外力偶矩）有关，而与杆件的材料及其横截面的大小、形状无关。（√） 9.受扭圆轴在横截面上和包含轴的纵向截面上均无正应力。（√） 10.受扭圆轴的最大切应力只出现在横截面上。（×） 11.受扭圆轴内最大拉应力的值和最大切应力的值相等。（√） 12.因木材沿纤维方向的抗剪能力差，故若受扭木质圆杆的轴线与木材纤维方向平行，当扭距达到某一极限值时，圆杆将沿轴线方向出现裂纹。（×）
二、选择题 1.内、外径之比为α的空心圆轴，扭转时轴内的最大切应力为τ，这时横截面上内边缘的切应力为 （ B ） A τ； B ατ； C 零； D （1- 4α）τ 2.实心圆轴扭转时，不发生屈服的极限扭矩为T ，若将其横截面面积增加一倍，则极限扭矩为（ C ） 0 B 20T 0 D 40T 3.两根受扭圆轴的直径和长度均相同，但材料C 不同，在扭矩相同的情况下，它们的最大切应力τ、τ和扭转角ψ、ψ之间的关系为（ B ） A 1τ=τ2, φ1=φ2 B 1τ=τ2, φ1≠φ2 C 1τ≠τ2, φ1=φ2 D 1τ≠τ2, φ1≠φ2 4.阶梯圆轴的最大切应力发生在（ D ） A 扭矩最大的截面； B 直径最小的截面； C 单位长度扭转角最大的截面； D 不能确定。 5.空心圆轴的外径为D ，内径为d, α=d ／D,其抗扭截面系数为 （ D ） A ()3 1 16 p D W πα= - B ()3 2 1 16 p D W πα= - C ()3 3 1 16 p D W πα= - D ()3 4 1 16 p D W πα= - 6.对于受扭的圆轴，关于如下结论： ①最大剪应力只出现在横截面上； ②在横截面上和包含杆件的纵向截面上均无正应力；
剪切和挤压
第3章 剪切与挤压 3.1 剪切的概念和实用计算 3.1.1 剪切的概念 力之间的横截面发生相对错动称为剪切变形。该发生相对错动的面称为剪切面。 剪切变形的受力特点和变形特点归纳如下：作用于构件两侧且与构件轴线垂直的外力，可以简化为大小相等、方向相反、作用线相距很近的一对力，使构件沿横截面发生相对错动。 3.1.2 剪切的实用计算 3.1.2.1 剪切内力—剪力 图3.1 联接件螺栓的剪切变形 图3.2 联接件键的剪切变形 图3.3 联接件销钉的剪切变形 图3.4 焊缝的剪切变形 图3.5 剪切变形的一般情形 图3.6 剪切内力—剪力
3.1.2.2 剪切的实用计算 剪切面上仅有剪应力，假定其均匀分布。于是螺栓剪切面上应力的大小为 A Q = τ (3.1) 式中Q 为剪切面上的剪力，A 为剪切面的面积。剪应力τ的方向与Q 相同。实际是平均剪应力，称其为名义剪应力。 测得破坏载荷后，按（3.1）式求得名义极限剪应力b τ，再除以安全系数n ，得到许用剪应力[τ]，： [] b n ττ= (3.2) 与轴向拉伸（压缩）类似，剪切的强度条件为： [] ττ≤= A Q (3.3) 对于钢材，常取： []()[]στ8060.~.= (3.4) 式中[]σ为其许用拉应力。 【例3.1】电瓶车挂钩由插销联接（例题3.1a 图）。插销材料为20钢，[]τ=30MPa ，直径d =20mm 。 挂钩及被联接的板件的厚度分别为t =8mm 和1.5t =12mm.牵引力P =15kN 。试校核插销的剪切强度。 解：插销受力如例题3.1b 图所示。根据受力情况，插销中段相对于上、下两段，沿m m -和n n -两个面向左错动。所以有两个剪切面，称为双剪切。由平衡方程容易求得 2 P Q = 插销横截面上的名义剪应力为 []τπ τ<=??? ?==--MPa 9.23)1020(4 210152 33 A Q 故插销满足强度要求，安全。 3.2 挤压的概念和实用计算 3.2.1 挤压的概念 当螺栓发生剪切变形时，它与钢板接触的侧面上同时发生局部受压现象，这种现象称为挤压，相应的接触面称为挤压面。在挤压面上的受力之合力称为挤压力以bs P 记之，与之对应的应力称为挤压应力，记为bs σ。 校核插销的剪切强度
第三章 剪切与挤压
第三章 剪切与挤压 3.1在剪切强度条件[]Q A ττ = ≤中，下列论述中正确的有（ ） 。 （A ）τ为受剪面上危险点处的剪应力 （B ）τ为受剪面上的平均剪应力 （C ）[]τ为材料在纯剪切应力状态时的许用剪应力 （D ）[]τ为通过连接件的剪切破坏实验得到的材料的许用剪应力 3.2在挤压的强度条件[]bs bs bs bs P A σσ= ≤中，下列论述中正确的有（ ）。 （A ）bs σ是受挤压面上的平均挤压应力 （B ）bs σ是受挤压构件横截面上的压应力 （C ）bs σ是受挤压构件横截面上的最大挤压应力 （D ）bs A 是受挤压构件横截面面积 （E ）bs A 是构件的接触面面积 （F ）当构件的接触面为平面时，bs A 是接触面的面积；当接触面为半圆柱面时， bs A 是其直径截面的面积 （G ）[]bs σ是材料压缩时的许用应力 （H ）[]bs σ为通过连接件的挤压破坏实验得到的材料的许用挤压应力 3.3直径为d 的拉杆穿过平板上的圆孔，受力如图所示。该拉杆的剪切面面积 为 ，挤压面面积为 ，剪力Q 为 ，挤压力b s P 为 。 3.4直径为d 的圆柱置于厚度为t ，直径为D =4d 的基座上，地基对基座的支反力可认为均匀分布。圆柱受压里P 时，基座的受剪面面积A = ，受剪面上的剪应力τ= 。 3.5拉杆用四个直径相同的铆钉固定在连接板上。拉杆横截面是宽为b ，厚为t 的矩形。已知拉杆和铆钉的材料相同，许用剪应力为[]τ，许用挤压应力为[]bs σ。设拉力为P ，则铆钉的剪切强度条件为（ ），拉杆的挤压强度条件为（ ）。
（A ）[]2 P d τπ≤ （B ） []2 2P d τπ≤ （C ） []2 4P d τπ≤ （D ） []2 4P d τπ≤ （E ）[]2bs P td σ≤ （F ） []4bs P td σ≤ （G ） []2bs P td σπ≤ （D ） []4bs P td σπ≤ 图3.3 图3.4
机械基础第三章
1.判断题(本大题共99小题，总计99分) 1.(1分)与横截面垂直的应力称为正应力。（） 2.(1分)长度和截面积相同，材料不同的两直杆受相同的轴向外力作用，则正应力也必然相同。（） 3.(1分)杆件受轴向拉（压）时，平行于杆件轴线的纵向截面上的正应力为零。（） 4.(1分)若两个轴向拉压杆的材料不同，但截面积相同，受相同的轴向力，则这两个拉压杆横截面上的应力也不相同。（） 5.(1分)使用截面法求得的杆件轴力，与杆件截面积的大小无关。（） 6.(1分)杆件的不同部位作用着若干个轴向外力，如果从杆件的不同部位截开时所求得的轴力都相同。（） 7.(1分)轴向拉（压）时，杆件的内力的合力必与杆件的轴线重合。（） 8.(1分)轴力是因外力而产生的，故轴力就是外力。（） 9.(1分)“截面法”表明，只要将受力构件切断，即可观察到断面上的内力。（） 10.(1分)弹性模量Ｅ表示材料在拉压时抵抗弹性变形的能力。（） 11.(1分)钢的抗拉性能优于混凝土。（） 12.(1分)在进行强度计算时，可以将屈服极限作用塑性材料的许用力应力。（） 13.(1分)1kN/mm2=1Mpa。（） 14.(1分)工程中通常只允许各种构件受载后产生弹性变形。（） 15.(1分)许用力是杆件安全工作应力的最大值。（） 16.(1分)所有塑性材料的拉伸试验都有屈服现象。（） 17.(1分)直径和长度相同而材料不同的两根轴，在相同扭矩作用下它们的最大剪应力不相同。（） 18.(1分)材料力学中的杆件是变形体，而不是刚体。（） 19.(1分)构件所受的外力与内力均可用截面法求得。（） 20.(1分)应力表示了杆件所受内力的强弱程度。（） 21.(1分)构件的工作应力可以和其极限应力相等。（）
第三章剪切与挤压讲义
第三章剪切与挤压 §3-1基本概念 1、在轴、键、轮传动机构中，键埋入轴、轮的深度相等，三者的许用挤压应力为：[σbs1]，[σbs2]，[σbs3]，三者之间应该有怎样的合理关系？ 2、在平板与螺栓之间加一垫片，可以提高的强度。 A：螺栓拉伸； B：螺栓挤压； C：螺栓的剪切； D：平板的挤压； 3、在钢板、铆钉的连接接头中，有几种可能的破坏形式？ 4、“剪断钢板时，所用外力使钢板产生的应力大于材料的屈服极限。”此说法对吗？ 5、判断剪切面和挤压面时应注意：剪切面是构件两部分发生的平面；挤压面是构件表面。 6、螺钉受力如图，其剪切面面积为，挤压面的面积为。 §3-2计算
1、 P＝100KN，螺栓的直径为D＝30毫米，许用剪应力为[τ]＝60MPａ，校核螺栓 的强度。如果强度不够，设计螺栓的直径。 2、钢板厚ｔ＝10毫米，剪切极限应力为τ0＝300MPａ，欲冲出直径为D＝25毫米 的孔，求冲力P＝？ 3、在厚ｔ＝10毫米的钢板上冲出如图所示的孔，钢板的剪切极限应力为τ0＝ 300MPａ，求冲力P＝？ 4、凸缘联轴器传递的力偶矩为M=200Ｎｍ，四只螺栓的直径为ｄ＝10毫米，对称地分布在D＝80毫米的圆周上，螺栓的许用剪应力为[τ]＝60MPａ，校核螺栓强度。 5、夹剪夹住直径为ｄ＝3毫米的铅丝，铅丝的剪切极限应力为：τ0＝100MPa，求 力P＝？ 6、冲床的最大冲力为P＝400KN，冲头材料的许用应力为[σ]＝440MPａ，钢板的剪切极限应力为τ0＝360MPａ。求在最大冲力的作用下圆孔的最小直径和钢板的最大厚度。
7、用二个铆钉将140×140×12的等边角钢铆接在墙上构成支托，P＝3KN，铆钉的直径为D＝21毫米。求铆钉内的剪应力τ与挤压应力σｂｓ。 1.8、轴的直径为ｄ＝80毫米，用键连接。键的尺寸为：宽ｂ＝24 毫米，高ｈ＝14毫米，许用剪应力为[τ]＝40MPａ，许用挤压应力 为[σbs]＝90MPａ。传递的扭矩为M＝3.2KNｍ。求键长L＝？ 1.9、螺栓的直径为d＝30mm；圆螺帽的直径为Ｄ＝42mm，高ｈ＝12mm； 力Ｆ＝80KN，求剪应力与挤压应力 10、拉杆受拉力P＝50KN的作用，已知拉杆的直径为D＝2厘米，许用应力为 [τ]=60Pma，求拉杆头部所需的高度h=?
材料力学第3章剪切与扭转
第3章 剪切与扭转 提要：本章将讨论杆件的剪切和扭转这两种基本变形。 F。为了保证连接件的正常剪切是杆件的基本变形之一，杆件横截面上的内力为剪力 Q 工作，一般需要进行连接件的剪切强度、挤压强度计算。本章将探讨采用实用计算法来进行简化计算。 扭转也是杆件的基本变形之一。杆件横截面上的内力偶矩为扭矩T。本章将根据传动轴的功率P和转速n来计算杆件所承受的外力偶矩，并通过截面法来计算扭矩；还将探讨扭矩图的绘制方法。 本章将研究薄壁圆筒的扭转变形及其横截面上的切应力分布，并由薄壁圆筒的扭转实验推出剪切胡克定律，还要探讨切应力互等定理。 为了保证杆件在受扭情况下能正常工作，除了要满足强度要求外，还须满足刚度要求。本章将从变形几何关系、物理关系和静力学关系三方面入手导出等直圆杆扭转时横截面上的切应力公式，并以之为基础建立扭转的强度条件；同时在研究等直圆杆扭转变形的基础上，建立扭转的刚度条件。本章还将探讨杆件斜截面上的应力分布。 本章研究等直圆杆的扭转仅限于线弹性范围内，且材料符合胡克定律，并以平面假设为基本依据。 在实际工程中，有时也会遇到非圆截面等直杆的扭转问题。本章将简单介绍矩形截面杆、开口薄壁截面杆和闭口薄壁截面杆的自由扭转问题。 3.1 剪切 3.1.1 剪力和切应力 剪切(shear)是杆件的基本变形之一，其计算简图如图3.1(a)所示。在杆件受到一对相距很近、大小相同、方向相反的横向外力F的作用时，将沿着两侧外力之间的横截面发生相对错动，这种变形形式就称为剪切。当外力F足够大时，杆件便会被剪断。发生相对错动的横截面则称为剪切面(shear surface)。 既然外力F使得剪切面发生相对错动，那么该截面上必然会产生相应的内力以抵抗变形，这种内力就称为剪力(shearing force)，用符号 F表示。运用截面法，可以很容易地分析 Q 出位于剪切面上的剪力 F与外力F大小相等、方向相反，如图3.1(b)所示。材料力学中通 Q 常规定：剪力 F对所研究的分离体内任意一点的力矩为顺时针方向的为正，逆时针方向的 Q 为负。图3.1(b)中的剪力为正。
湖南省对口升学机电专业第三章扭转与剪切测试卷
湖南省对口升学机电专业第三章复习题 一、填空题 1、杆件发生扭转变形时，其受力特点是 2、圆轴扭转时，其轴上所传递的功率为P，转速为n，则该轴所受的外力偶矩为 3、圆轴发生扭转变形时，各截面发生相对运动，可以推断截面上 4、圆轴扭转过程中，其横截面上的应力分布与成正比，其最大应力 发生在，最小应力发生在。 5、圆轴扭转的变形采用来表示，对于长度为L，扭矩为T的等截面圆轴其扭转角为 6、对于直径变化的圆轴（阶梯轴），或者扭矩分段变化的等截面圆轴，其相对转角等于 7、剪切的受力特点为，其产生的内力为，用符号表示 8、拉伸与压缩变形产生的应力为，其方向是，扭转变形时产生的应力为，其方向是 9、当杆件受到挤压时，当挤压面为圆柱面，取面积计算挤压面 10、对于实心圆轴，其扭转截面系数Wp= ，空心圆轴，其扭转截面系数Wp= 11、扭转变形的刚度条件为 12、以扭转为主要变形的杆件称为二、选择题 1、下列说法中正确的是（） A、圆轴扭转时，横截面上有正应力产生，其大小与截面直径有关 B、圆轴扭转时，只有切应力产生，其大小与截面直径有关 C、圆轴扭转时，既有正应力也有切应力，都与截面直径无关 D、圆轴扭转时，产生的应力为剪应力，发生在被剪面积上 2、下图所示各截面上，与扭矩正确对应的切应力分布图是（） A B C D 3、实心圆轴，两端受扭转外力偶矩作用，直径为d时，轴内的最大切应力为τ，若轴的直径为d∕2，其他条件不变，则轴内的最大切应力τ变为（） A、8τ B、1∕8τ C、16τ D、1∕16τ 4、两根受扭圆轴的直径和长度均相同，但材料C不同，在扭矩相同的情况下，它们的最大切应力τ1、τ2和扭转角φ1、φ2之间的关系为（） A、τ1=τ2, φ1=φ2 B、τ1=τ2, φ1=φ2 C、τ1=τ2, φ1=φ2 D、τ1=τ2, φ1=φ2 5、阶梯圆轴的最大切应力发生在（） A 扭矩最大的截面 B 直径最小的截面 C 单位长度扭转角最大的截面 D 不能确定
机械基础第三章
第三章 1.判断题(本大题共99小题，总计99分) 1.(1分)与横截面垂直的应力称为正应力。（） 2.(1分)长度和截面积相同，材料不同的两直杆受相同的轴向外力作用，则正应力也必然相同。（） 3.(1分)杆件受轴向拉（压）时，平行于杆件轴线的纵向截面上的正应力为零。（） 4.(1分)若两个轴向拉压杆的材料不同，但截面积相同，受相同的轴向力，则这两个拉压杆横截面上的应力也不相同。（） 5.(1分)使用截面法求得的杆件轴力，与杆件截面积的大小无关。（） 6.(1分)杆件的不同部位作用着若干个轴向外力，如果从杆件的不同部位截开时所求得的轴力都相同。（） 7.(1分)轴向拉（压）时，杆件的内力的合力必与杆件的轴线重合。（） 8.(1分)轴力是因外力而产生的，故轴力就是外力。（） 9.(1分)“截面法”表明，只要将受力构件切断，即可观察到断面上的内力。（） 10.(1分)弹性模量Ｅ表示材料在拉压时抵抗弹性变形的能力。（） 11.(1分)钢的抗拉性能优于混凝土。（） 12.(1分)在进行强度计算时，可以将屈服极限作用塑性材料的许用力应力。（） 13.(1分)1kN/mm2=1Mpa。（） 14.(1分)工程中通常只允许各种构件受载后产生弹性变形。（） 15.(1分)许用力是杆件安全工作应力的最大值。（） 16.(1分)所有塑性材料的拉伸试验都有屈服现象。（） 17.(1分)直径和长度相同而材料不同的两根轴，在相同扭矩作用下它们的最大剪应力不相同。（） 18.(1分)材料力学中的杆件是变形体，而不是刚体。（） 19.(1分)构件所受的外力与内力均可用截面法求得。（） 20.(1分)应力表示了杆件所受内力的强弱程度。（） 21.(1分)构件的工作应力可以和其极限应力相等。（） 22.(1分)在强度计算中，只要工作应力不超过许用应力，构件就是安全。（） 23.(1分)应力正负的规定是：当应力为压应力时为正（） 24.(1分)在材料力学中各种复杂的变形都是由基本变形组合而成。（） 25.(1分)构件的破坏是指构件断裂或产生过大的塑性变形。（） 26.(1分)强度是指构件在外力作用下抵抗破坏的能力。（） 27.(1分)在工程实际中，不仅载荷大小会影响构件的强度，而且它的作用形式对构件强度也有显著影响。（） 28.(1分)静载荷是指大小和方向都随时间而变化的载荷。（） 29.(1分)动载荷比静载荷对构件强度影响大。（） 30.(1分)长期受交变载荷作用的构件，虽然其最大工作应力远低于材料静载荷作用下的极限应力，也会突然发生断裂。（） 31.(1分)工程中许多构件的破坏都发生在截面突变处。（） 32.(1分)在弹性范围内，轴向拉压杆的轴向变形ε和横向变形ε1的关系是ε1=-με。（） 33.(1分)抗压性能好的脆性材料适用于做受压构件。（） 34.(1分)在外力去除后能够消失的变形称为塑性变形。（）
剪切力的计算方法
第3章 剪切和挤压的实用计算 剪切的概念 在工程实际中，经常遇到剪切问题。剪切变形的主要受力特点是构件受到与其轴线相垂直的大小相等、方向相反、作用线相距很近的一对外力的作用(图3-1a)，构件的变形主要表现为沿着与外力作用线平行的剪切面(n m -面)发生相对错动(图3-1b)。 图3-1 工程中的一些联接件，如键、销钉、螺栓及铆钉等，都是主要承受剪切作用的构件。构件剪切面上的内力可用截面法求得。将构件沿剪切面n m -假想地截开，保留一部分考虑其平衡。例如，由左部分的平衡，可知剪切面上必有与外力平行且与横截面相切的内力Q F (图3-1c)的作用。Q F 称为剪力，根据平衡方程∑=0Y ，可求得F F Q =。 剪切破坏时，构件将沿剪切面(如图3-la 所示的n m -面)被剪断。只有一个剪切面的情况，称为单剪切。图3-1a 所示情况即为单剪切。 受剪构件除了承受剪切外，往往同时伴随着挤压、弯曲和拉伸等作用。在图3-1中没有完全给出构件所受的外力和剪切面上的全部内力，而只是给出了主要的受力和内力。实际受力和变形比较复杂，因而对这类构件的工作应力进行理论上的精确分析是困难的。工程中对这类构件的强度计算，一般采用在试验和经验基础上建立起来的比较简便的计算方法，称为剪切的实用计算或工程计算。 剪切和挤压的强度计算 剪切强度计算 剪切试验试件的受力情况应模拟零件的实际工作情况进行。图3-2a 为一种剪切试验装置的简图，试件的受力情况如图3-2b 所示，这是模拟某种销钉联接的工作情形。当载荷F 增大至破坏载荷b F 时，试件在剪切面m m -及n n -处被剪断。这种具有两个剪切面的情况，称为双剪切。由图3-2c 可求得剪切面上的剪力为
剪切与挤压
第二章 剪切与挤压 1．剪切力互等定理适用情况有下列四种答案： （A ） 仅适用于纯剪切应力状态； （B ） 仅适用于平面应力状态，但不论有无正应力作用； （C ） 仅适用于弹性范围（即前应力不超过剪切比例极限）； （D ） 适用于空间任意应力状态； 正确答案是 。 2．铆接头的连接板厚度 t = d ，则铆钉剪应力 =τ ，挤压应 力 bs σ= 。 3．图示在拉力P 的作用下的螺栓，已知材料的剪切许用应力 []τ 是拉伸许用应力][σ的0.6倍。螺栓直径 d 和螺栓头高度h 的合理比值是 。 P/2 P/2
4．拉杆头部尺寸如图所示，已知 []τ =100MPa ，许用挤压应力 []MPa bs 200=σ 。校核拉杆头部的强度。 5．在铆接头中，已知钢板的 MPa 170][=σ ，铆钉的 MPa 140][=τ ，许用挤压应力 MPa bs 320][=σ 。拭校核强度。 b=100 t=10 t=10
6．在金属板上冲圆孔时，把板放在有圆孔的砧上，用圆柱形的冲头向下冲，如图所示（砧孔和冲头的直径应与要冲的孔直径相配合）。设有厚度t = 6 mm 的金属板，要冲出直径 d = 20 mm 的圆孔。已知板的剪切强度极限 MPa b 330=τ 。试求冲头应加于板上的压力 b P 7．把三块尺寸相同的木块胶合起来，如图所示。若P=10KN 时，该胶合联接被剪开，试计算胶合处的平均抗剪强度。
第三章 扭转 1．等截面圆轴上装有四个皮带轮，如何安排合理，现有四种答案： （A ） 将C 轮与D 轮对调； （B ） 将B 轮与D 轮对调； （C ） 将B 轮与C 轮对调； （D ） 将B 轮与D 轮对调；然后将B 轮与C 轮对调； 正确答案是 。 2．薄壁圆管受扭转时的剪应力公式为 ()t R T 22/πτ= ， （R 为圆管的平均半径，t 为壁厚）。关于下列叙述， （1） 该剪应力公式可根据平衡关系导出； （2） 该剪应力公式可根据平衡。几何。物理三方面条件导出； （3） 该剪应力公式符合“平面假设”； （4） 该剪应力公式仅适用于t 《R 的圆管。 现有四种答案： （A ） （1）、（3）对； （B ） （1）、（4）对； （C ） （2）、（3）对； （D ） 全对； 正确答案是 。 3．建立圆轴的扭转应力公式 p p I T /ρτ=时， “平面假设”起到的作用有 下列四种答案： （A ） “平面假设”给出了横截面上内力与应力的关系?= A dA T τρ； （B ） “平面假设”给出了圆轴扭转时的变形规律； （C ） “平面假设”使物理方程得到简化； （D ） “平面假设”是建立剪应力互等定理的基础。 正确答案是 。 4．满足平衡条件，但剪应力超过比例极限时，有下述四种结论： （A ） （B ） （C ） （D ） 剪应力互等定理： 成立 不成立 不成立 成立 剪切虎克定律 ： 成立 不成立 成立 不成立 正确答案是 。 D
机械基础第三章
第三章 1、判断题(本大题共99小题,总计99分) 1、(1分)与横截面垂直得应力称为正应力。( ) 2、(1分)长度与截面积相同,材料不同得两直杆受相同得轴向外力作用,则正应力也必然相同。( ) 3、(1分)杆件受轴向拉(压)时,平行于杆件轴线得纵向截面上得正应力为零。( ) 4、(1分)若两个轴向拉压杆得材料不同,但截面积相同,受相同得轴向力,则这两个拉压杆横截面上得应力也不相同。( ) 5、(1分)使用截面法求得得杆件轴力,与杆件截面积得大小无关。( ) 6、(1分)杆件得不同部位作用着若干个轴向外力,如果从杆件得不同部位截开时所求得得轴力都相同。( ) 7、(1分)轴向拉(压)时,杆件得内力得合力必与杆件得轴线重合。( ) 8、(1分)轴力就是因外力而产生得,故轴力就就是外力。( ) 9、(1分)“截面法”表明,只要将受力构件切断,即可观察到断面上得内力。( ) 10、(1分)弹性模量Ｅ表示材料在拉压时抵抗弹性变形得能力。( ) 11、(1分)钢得抗拉性能优于混凝土。( ) 12、(1分)在进行强度计算时,可以将屈服极限作用塑性材料得许用力应力。( ) 13、(1分)1kN/mm2=1Mpa。( ) 14、(1分)工程中通常只允许各种构件受载后产生弹性变形。( ) 15、(1分)许用力就是杆件安全工作应力得最大值。( ) 16、(1分)所有塑性材料得拉伸试验都有屈服现象。( ) 17、(1分)直径与长度相同而材料不同得两根轴,在相同扭矩作用下它们得最大剪应力不相同。( ) 18、(1分)材料力学中得杆件就是变形体,而不就是刚体。( ) 19、(1分)构件所受得外力与内力均可用截面法求得。( )
第三章剪切和联结的实用计算
第四部分 剪切和联结的实用计算 3.1预备知识 一、基本概念 1、联接件 工程构件中有许多构件往往要通过联接件联接。所谓联接是指结构或机械中用螺栓、销钉、键、铆钉和焊缝等将两个或多个部件联接而成。这些受力构件受力很复杂，要对这类构件作精确计算是十分困难的。 2、实用计算 联接件的实用计算法，是根据联接件实际破坏情况，对其受力及应力分布作出一些假设和简化，从而建名义应力公式，以此公式计算联接件各部分的名义工作应力。 另一方面，直接用同类联接件进行破坏试验，再按同样的名义应力公式，由破坏载荷确定联接件的名义极限应力，作为强度计算依据。实践证明，用这种实用计算方法设计的联接许是安全可靠的。 3、剪切的实用计算 联接件一般受到剪切作用，并伴随有挤压作用。剪切变形是杆件的基本变形之一，它是指杆件受到一对垂直于杆轴的大小相等、方向相反、作用线相距很近的力作用后所引起的变形，如图3—1a 所示。此时，截面cd 相对于ab 将发生错动（滑移）（图3—1b ）即剪切变形。若变形过大，杆件将在cd 面和ab 面之间的某一截面m —m 处被剪断，m —m 截面称为剪切面。 联接件被剪切的面称为剪切面。剪切的名义切应力公式为A Q =τ，式中Q 为剪力，A 为剪切面面积，剪切强度条件为 []ττ≤= A Q 4、挤压的实用计算 联接件中产生挤压变形的表面称为挤压面。名义挤压应力公式为jy jy jy A F = σ ，式中F jy 为 挤压力，A jy 是挤压面面积。当挤压面为平面接触时(如平键)，挤压面积等于实际承压面积；当接触面为柱面时，挤压面积为实际面积在其直径平面上投影。 挤压强度条件为 []jy jy jy jy A F σ σ≤= (a) (b)
第3章 剪切和挤压的实用计算
第3章 剪切和挤压的实用计算 3.1 剪切的概念 在工程实际中，经常遇到剪切问题。剪切变形的主要受力特点是构件受到与其轴线相垂直的大小相等、方向相反、作用线相距很近的一对外力的作用(图3-1a)，构件的变形主要表现为沿着与外力作用线平行的剪切面(n m -面)发生相对错动(图3-1b)。 图3-1 工程中的一些联接件，如键、销钉、螺栓及铆钉等，都是主要承受剪切作用的构件。构件剪切面上的内力可用截面法求得。将构件沿剪切面n m -假想地截开，保留一部分考虑其平衡。例如，由左部分的平衡，可知剪切面上必有与外力平行且与横截面 相切的内力Q F (图3-1c)的作用。Q F 称为剪力，根据平衡方程∑=0Y ，可求得F F Q =。 剪切破坏时，构件将沿剪切面(如图3-la 所示的n m -面)被剪断。只有一个剪切面的情况，称为单剪切。图3-1a 所示情况即为单剪切。 受剪构件除了承受剪切外，往往同时伴随着挤压、弯曲和拉伸等作用。在图3-1中没有完全给出构件所受的外力和剪切面上的全部内力，而只是给出了主要的受力和内力。实际受力和变形比较复杂，因而对这类构件的工作应力进行理论上的精确分析是困难的。工程中对这类构件的强度计算，一般采用在试验和经验基础上建立起来的比较简便的计算方法，称为剪切的实用计算或工程计算。 3.2 剪切和挤压的强度计算 3.2.1 剪切强度计算 剪切试验试件的受力情况应模拟零件的实际工作情况进行。图3-2a 为一种剪切试验装置的简图，试件的受力情况如图3-2b 所示，这是模拟某种销钉联接的工作情形。当载荷F 增大至破坏载荷b F 时，试件在剪切面m m -及n n -处被剪断。这种具有两个剪切面的情况，称为双剪切。由图3-2c 可求得剪切面上的剪力为 2 F F Q =