剪切发生在局域的面上——一个没有厚度的面——剪切面
剪切的定义
- 韩国三丰百货大楼倒塌事件
- 1995 年 6 月 29 日，五层楼在 20 秒之内全数崩解，502 人死亡，937 人受伤
汉城的法规，要求百货公司在电扶梯旁加装防火墙。防火墙遇到火警会自动关闭，以免火势浓烟蔓延到其他楼层。而为腾出空间加装防火墙，工人必须切开电扶梯旁的混凝土柱。这样的行为使大楼减少了 25 ％以上的重要支撑。三丰百货倒塌的元凶，是所谓的贯穿剪力”。当太细的柱子承受过多的重量，就会贯穿上方的天花板，如同手指戳破湿纸巾。三丰百货倒塌的原因就是兴建时改变图纸。三丰会长李因刑事过失判刑 10 年。悲剧发生的原因就是连续的错误，以及在施工方法与程序上玩忽职守。三丰百货大楼侥幸支撑了 5 年多，但最后这场豪赌，却赔上了 501 条人命。
- 连接处的螺栓——主要承受剪力
连接件强度计算的工程意义与失效形式
螺栓、销钉和柳钉等工程上常用的
连接件 以及被连接的构件在连接处的应力，都属于所谓“加力点附近局部应力”。这些局部区域，在一般杆件的应力分析与强度计算中是不予考虑的。由于应力的局部性质，连接件横截面上或被连接构件在连接处的应力分布是很复杂的，很难作出精确的理论分析。
因此，在工程设计中大都采取
假定计算方法 ，一是假定应力分布规律，由此计算应力；二是根据实物或模拟实验，由前面所述应力公式计算，得到连接件破坏时应力值；然后，再根据上述两方面得到的结果，建立设计准则，作为连接件设计的依据。可能会产生何种破坏？
- 综上，有几种失效模式：
- 连接板拉断
- 剪断 (连接件与连接板)
- 挤压破坏 (柳钉、连接件与连接板)
剪切假定计算
假定计算基础：
- 假定应力均匀分布；
- 在假定的前提下进行实物或模型实验，确定许用应力。
例题 1：焊缝强度设计
- 对于主要承受剪切的焊缝，假定沿焊缝的最小断面，即剪切面，发生破坏，并假定剪应力在剪切面上均匀分布，于是
挤压假定计算
- 在承载的情形下，连接件与其所连接的构件相互接触并产生挤压，因而在二者接触面的局部区域产生较大的接触应力，称为挤压应力 (Bearing Stress)，用符号!”表示。
挤压应力 是垂直于接触面的正应力 。这种挤压应力过大时，亦将在二者接触的局部区域产生过量的塑性变形，从而导致二者失效。 - 挤压接触面上的应力分布同样也是比较复杂的。因此在工程计算中，也是采用简化方法，即假定挤压应力在有效挤压面上均匀分布。有效挤压面简称
挤压面 (Bearing Surface)，它是指挤压面面积在垂直于总挤压力作用线平面上的投影。若连接件直径为 d，连接板厚度为$\delta$，则有效挤压面面积为$\delta d$。
设计准则——粘接，还是剪力方式连接？
同时使用——是否经济？——偏于保守
例题 2：冲床
例题 3：木杆钢板连接
- 注意找到剪切面在何处？
剪切作用下材料的力学行为
- 与摩擦有一定的类似性——静摩擦力
- 随着施加的横向力的增加而增加
- 到达平台——类似滑动摩擦力
- 拉伸刚度大于剪切刚度
- 可以进行测试！ASTM
- 另一个例子：黏土在压缩时会产生剪切带
- 另一个例子：铝试件扭转——变形
- 还有——黄油
短纤维复合材料
- 工程应用！
- 纤维增强复合材料——连续纤维复合材料（类似钢筋混凝土）、短纤维复合材料（纤维短）
- 如何让载荷传递进纤维里面去？
- 几种失效模式：
拉伸-剪切载荷传递模型
剪滞模型
- 比较粗糙的假定——假定为常数！
- 有多少能够传递到纤维？——有效载荷传递因子
