剪切应力互等定理推导

五个必须2023-04-27  29

用微元法证明,取一个边长为dx和dy的正方形微元,设左下角对应两边受到的正应力为fx和fy,切应力为Txy和Tyx,右上角对应两边受到的力则加上相应的偏微分项乘以dx和dy,剪应力也如此,最后对任意一点列去转矩平衡方程再消去高阶小量即可得到Txy=Tyx

应力是物体由于外因(受力、湿度、温度场变化等)而变形时,在物体内各部分之间产生相互作用的内力,以抵抗这种外因的作用,并试图使物体从变形后的位置恢复到变形前的位置。

在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。同截面垂直的称为正应力或法向应力,同截面相切的称为剪应力或切应力。

扭力是使材料产生扭转变形时所施加的力距,单位N·m。在测材料的扭转刚度或扭转模量等力学量时,在以扭转方式测材料动态力学性能时,都需对试样施加扭力。

正应力与剪应力:

有些材料在工作时,其所受的外力不随时间而变化,这时其内部的应力大小不变,称为静应力;还有一些材料,其所受的外力随时间呈周期性变化,这时内部的应力也随时间呈周期性变化。

材料在交变应力作用下发生的破坏称为疲劳破坏。通常材料承受的交变应力远小于其静载下的强度极限时,破坏就可能发生。

另外材料会由于截面尺寸改变而引起应力的局部增大,这种现象称为应力集中。对于组织均匀的脆性材料,应力集中将大大降低构件的强度,这在构件的设计时应特别注意。

物体由于外因(载荷、温度变化等)而变形时,在它内部任一截面的两方出现的相互作用力,称为“内力”。内力的集度,即单位面积上的内力称为“应力”。应力可分解为垂直于截面的分量,称为“正应力”或“法向应力”;相切于截面的分量称为“剪切应力”。

公式:剪切力F(牛)=截面积S(平方毫米)X屈服强度σ(帕);与材质无关;

以直径160的圆钢为例:

抗剪强度=06~08抗拉强度(优质钢为516Kg/mm);计算出S=20096mm;

最大剪切力=08x516x20096=82953千克力;最小剪切力=06x516x20096=62217千克力;

圆钢分为热轧、锻制和冷拉三种。热轧圆钢的规格为55-250毫米。其中:55-25毫米的小圆钢大多以直条成捆的供应,常用作钢筋、螺栓及各种机械零件;大于25毫米的圆钢,主要用于制造机械零件、无缝钢管的管坯等。

扩展资料:

作用在构件两侧面上的外力的合力是一对大小相等,方向相反,作用线相距很近的横向集中力。

在这样的外力作用下,构件的变形特点是:以两力之间的横截面为分界线,构件的两部分沿该面发生相对错动。构件的这种变形形式称为剪切,其截面为剪切面。截面的单位面积上剪力的大小,称为剪应力。

剪切应力的计算:在实际计算中,假设在剪切面上剪切应力是均匀分布的。若以A表示剪切面面积,则应力是τ=F/A;τ 与剪切面相切,故称剪切应力。

τ-剪切应力 MPa;F-剪切力 N;A-剪切面积 mm2 剪切力与材质无关,抗剪切能力与材质有关;

参考资料:

百度百科-剪切应力

参考资料:

百度百科-圆钢

承受剪应力为 σ=Ws/A(kg/mm^2)。

正应力: σ=W/A(kg/mm^2) W:拉伸或压缩载荷(kg) A:截面积(mm^2)(2为平方)

剪切应力: σ=Ws/A(kg/mm^2) Ws:剪切力载荷(kg) A:截面积(mm^2)(2为平方)

还有:应变、弹性模量、泊松比、应力集中、热应力、许用应力和安全系数等等。

普通螺栓连接靠栓杆抗剪和孔壁承压来传递剪力,拧紧螺帽时产生预拉力很小,其影响可以忽略不计。

而高强螺栓除了其材料强度很高之外,还给螺栓施加很大预拉力,使连接构件间产生挤压力,从而使垂直于螺杆方向有很大摩擦力,而且预拉力、抗滑移系数和钢材种类都直接影响高强螺栓的承载力。

扩展资料:

高强螺栓连接的工作原理是有意给螺栓施加很大的预拉力,使被连接件接触面之间产生挤压力,因而垂直于螺杆方向有很大摩擦力,依靠这种摩擦力来传递连接剪力。

通过扭紧螺帽实现的,普通高强螺栓一般采用扭矩法、转角法。扭剪型高强螺栓则采用扭断螺栓尾部以控制预拉力。

高强螺栓的施工必须先初拧后终拧,初拧高强螺栓需用冲击型电动扳手或扭矩可调电动扳手;而终拧高强螺栓有严格的要求,终拧扭剪型高强螺栓必须用扭剪型电动扳手,终拧扭矩型高强螺栓必须用扭矩型电动扳手。

参考资料来源:百度百科--高强螺栓

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