剪切计算及常用材料强度
剪切计算公式
2.剪切强度计算 (1) 剪切强度条件剪切强度条件就是使构件的实际剪应力不超过材料的许用剪应力。
[]sFA ττ=≤(5-6)这里[τ]为许用剪应力，单价为Pa 或MPa 。
由于剪应力并非均匀分布，式(5-2)、(5-6)算出的只是剪切面上的平均剪应力，所以在使用实验的方式建立强度条件时，应使试件受力尽可能地接近实际联接件的情况，以确定试样失效时的极限载荷τ0，再除以安全系数n ，得许用剪应力[τ]。
[]n ττ=(5-7)各种材料的剪切许用应力应尽量从相关规范中查取。
一般来说，材料的剪切许用应力[τ]与材料的许用拉应力[σ]之间，存在如下关系： 对塑性材料：[]0.60.8[]τσ= 对脆性材料：[]0.8 1.0[]τσ=(2) 剪切实用计算剪切计算相应地也可分为强度校核、截面设计、确定许可载荷等三类问题，这里就不展开论述了。
但在剪切计算中要正确判断剪切面积，在铆钉联接中还要正确判断单剪切和双剪切。
下面通过几个简单的例题来说明。
例5-1 图5-12(a)所示电瓶车挂钩中的销钉材料为20号钢，[τ]＝30MPa ，直径d=20mm 。
挂钩及被连接板件的厚度分别为t ＝8mm 和t 1＝12mm 。
牵引力F=15kN 。
试校核销钉的剪切强度。
图5-12 电瓶车挂钩及其销钉受力分析示意图解：销钉受力如图5-12(b)所示。
根据受力情况，销钉中段相对于上、下两段沿m-m 和n-n 两个面向左错动。
所以有两个剪切面，是一个双剪切问题。
由平衡方程容易求出：2s F F =销钉横截面上的剪应力为：332151023.9MPa<[]2(2010)4s F A ττπ-⨯===⨯⨯故销钉满足剪切强度要求。
例5-2 如图5-13所示冲床，F max =400KN ，冲头[σ]=400MPa ，冲剪钢板的极限剪应力τb =360 MPa 。
试设计冲头的最小直径及钢板最大厚度。
图5-13 冲床冲剪钢板及冲剪部分受力示意图解：(1) 按冲头压缩强度计算dmax max2=[]4F F d Aσσπ=≤所以3max 644400100.034 3.4[]40010F d m cm πσπ⨯⨯≥===⨯⨯(2) 按钢板剪切强度计算t钢板的剪切面是直径为d 高为t 的柱表面。
剪切和挤压的实用计算
剪切和挤压的实用计算剪切和挤压是物理学中涉及材料力学行为的重要概念，广泛应用于工程设计、建筑结构、材料研究等领域。
在实际计算过程中，我们常常需要计算材料的剪切和挤压行为，以便更好地理解和预测材料在受力情况下的行为。
本文将介绍剪切和挤压的基本概念，并给出一些实用计算方法。
1.剪切：剪切是指在两个相对运动的平行平面之间的相对滑动，它是由垂直于平行平面的力引起的。
剪切力是使剪切发生的原因，剪切应力是由剪切力引起的应力。
剪切应力的计算公式为：τ=F/A其中，τ是剪切应力，F是作用在平行面上的剪切力，A是剪切应力作用的面积。
剪切应变的计算公式为：γ=Δx/h其中，γ是剪切应变，Δx是平行面滑动的位移，h是剪切应变的高度。
2.挤压：挤压是指在一个封闭容器中向内施加的力，使材料在容器内受到压缩。
挤压力是导致挤压发生的原因，挤压应力是由挤压力引起的应力。
挤压应力的计算公式为：σ=F/A其中，σ是挤压应力，F是作用在挤压面上的挤压力，A是挤压应力作用的面积。
挤压应变的计算公式为：ε=ΔL/L其中，ε是挤压应变，ΔL是受挤压材料的长度变化，L是原始长度。
3.实用计算：在实际计算中，我们往往需要确定材料的剪切和挤压强度，以及材料的最大变形能力。
剪切强度的计算方法：根据材料的剪切应力，选择适当的试验方法来测量剪切强度。
常用的试验方法有剪切强度试验和拉伸试验。
挤压强度的计算方法：根据材料的挤压应力，选择适当的试验方法来测量挤压强度。
常用的试验方法有挤压试验和压缩试验。
变形能力的计算方法：根据材料的剪切应变和挤压应变，通过试验测量材料的最大变形能力。
常用的试验方法有拉伸试验、压缩试验和剪切试验。
在计算过程中，需要考虑材料的应变硬化和弹塑性行为，并结合材料力学理论进行计算。
总结：剪切和挤压的实用计算是工程设计和材料研究中的重要环节。
通过计算剪切应力、剪切应变、挤压应力和挤压应变，可以更好地了解材料在受力情况下的行为，并为工程设计和材料选择提供依据。
剪切强度资料
剪切强度剪切强度是一个重要的物理性质，在材料科学和工程领域中具有广泛的应用。
它是指材料在受到剪切力作用时所能承受的最大剪切应力的能力。
剪切强度不仅影响了材料的工程性能，还直接影响到其在各种工程领域的应用。
剪切强度的定义剪切强度是一个材料在受到外力剪切作用时的抗剪性能指标。
通常用剪切应力来表示，剪切应力等于剪切力与剪切面积的比值。
剪切强度则是指材料在承受剪切应力时所能承受的最大应力值，通常以MPa或Pa为单位。
影响剪切强度的因素剪切强度受到多种因素的影响，主要包括材料的种类、结构、温度、加载速度等因素。
1. 材料的种类不同种类的材料具有不同的剪切强度。
例如，金属材料通常具有较高的剪切强度，而塑料和木材则具有较低的剪切强度。
2. 结构材料的结构对其剪切强度也有影响。
晶体结构较完整的材料通常具有较高的剪切强度，而晶体缺陷较多的材料剪切强度较低。
3. 温度温度会对材料的剪切强度产生影响。
一般情况下，随着温度的升高，材料的剪切强度会降低。
4. 加载速度加载速度也是影响剪切强度的重要因素。
在高速加载下，材料的剪切强度通常会降低。
剪切强度的应用剪切强度是工程设计和材料选择中一个重要的考虑因素。
在设计工程结构时，需要根据不同材料的剪切强度选择合适的材料以确保结构的安全性和稳定性。
在材料科学研究中，剪切强度也是评价材料性能的重要指标之一。
结语剪切强度作为材料的重要性能之一，在材料科学和工程领域具有重要的意义。
通过研究剪切强度，可以更好地了解材料的性能特点，为工程设计和材料选择提供重要的参考依据。
希望本文能够为相关领域的研究和实践提供一定的帮助和启发。
剪切力的计算方法
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2F F Q =图3-2由于受剪构件的变形及受力比较复杂，剪切面上的应力分布规律很难用理论方法确定，因而工程上一般采用实用计算方法来计算受剪构件的应力。
在这种计算方法中，假设应力在剪切面内是均匀分布的。
抗剪强度计算范文
抗剪强度计算范文抗剪强度是指材料在受到剪切力作用下抵抗变形和破坏的能力。
在工程设计和结构分析中，抗剪强度的计算是非常重要的。
下面将介绍抗剪强度的计算方法，包括剪切应力和剪切强度的概念、计算公式以及实际应用。
1.剪切应力和剪切强度的概念剪切应力是指材料内部的两个相对平行的表面之间产生的剪切力与该表面的面积之比。
具体计算公式为：τ=F/A其中，τ代表剪切应力，F代表剪切力，A代表相对平行的表面之一的面积。
剪切强度是指材料能够承受的最大剪切应力。
具体计算公式为：τ_max = τ_f / S其中，τ_max代表剪切强度，τ_f代表材料的抗剪强度，S代表安全系数。
2.计算公式在工程设计中，抗剪强度的计算需要考虑材料的性质和结构的特点。
以下是一些常用的计算公式。
2.1金属材料在计算金属材料的抗剪强度时，通常使用以下公式：τ_f=0.6*σ_b其中，τ_f代表金属材料的抗剪强度，σ_b代表金属材料的抗拉强度。
2.2混凝土材料在计算混凝土材料的抗剪强度时，通常使用以下公式：τ_f=0.75*K_v*f_c'^(1/2)其中，τ_f代表混凝土材料的抗剪强度，K_v代表基本抗剪强度调整系数，f_c'代表混凝土的抗压强度。
2.3构造用木材在计算构造用木材的抗剪强度时τ_f=0.13*f_c其中，τ_f代表构造用木材的抗剪强度，f_c代表木材的抗压强度。
3.实际应用抗剪强度的计算在工程设计和结构分析中有着广泛的应用。
例如，在设计桥梁和建筑物的支撑结构时，需要计算材料的抗剪强度来确定结构的稳定性和安全性。
此外，抗剪强度的计算还用于评估工程材料的可靠性和耐久性。
总而言之，抗剪强度的计算是工程设计和结构分析中非常重要的一部分。
通过合理使用计算公式和考虑实际应用需求，可以确保结构的安全性和稳定性。
材料力学基础3剪切与挤压的实用计算
1250 4
10 2
MPa
15.9MP
[
]
练习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。
P
练习2、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＝300MP ａ，求冲力P＝？
R=50
一、工程实例 实例1
剪切概念及其实用计算
剪板机的工作原理
工件1先落下压住钢板，随后剪刀2落下，剪断钢板；
P 12
钢板的变形
实例2：两块钢板的铆钉连接
F F
连接两块钢板的铆钉
连接两块钢板的鉚钉，给钢板沿两个方向施加外力F。
铆钉的变形
二、连接件受力分析 受力特点：
杆件受到: 两个大小相等， 方向相反、 作用线垂直于杆的轴线, 并且相互平行,
2 20103
2
23.9 MPa
4
例3、图示所示的销钉连接中，构件A通过安全 销C将力偶矩传递到构件B。已知载荷P=2KN， 加力臂长L=1.2米，构件B的直径D=65mm，销 钉的极限剪应力τu =200MPa。求安全销所需的 直径。
取构件B和安全销为研究对象
mO 0
，
QD m Pl
100
练习3、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＝？
P
200
50
4 夹剪如图所示。销子C的直径d=5mm。当加力 P=0.2kN，剪直径与销子直径相同的铜丝时，求铜 丝与销子横截面的平均剪应力。已知a=30mm， b=150mm。
5 销钉式安全离合器如图所示，允许传递的外力偶
材料剪切强度
材料剪切强度材料的剪切强度是指材料在受到剪切力作用下所能承受的最大应力，它是材料力学性能的重要指标之一。
剪切强度的大小直接影响着材料在工程实践中的应用范围和安全性能。
在工程设计和材料选择过程中，对材料的剪切强度有着重要的参考价值。
本文将从剪切强度的定义、影响因素和测试方法等方面进行探讨。
首先，剪切强度是指材料在受到剪切力作用下所能承受的最大应力。
在材料力学中，剪切强度是一个重要的力学性能指标，它反映了材料抵抗剪切破坏的能力。
通常情况下，剪切强度是通过材料的抗剪强度来表示的，单位为MPa（兆帕）或N/mm2（牛顿/平方毫米）。
材料的剪切强度越大，表示材料抵抗剪切破坏的能力越强，其安全性能也越高。
其次，影响材料剪切强度的因素有很多。
首先是材料的本身性质，包括材料的组织结构、晶粒大小、晶界强度、晶格缺陷等因素。
其次是外部环境因素，包括温度、湿度、腐蚀介质等。
此外，材料的加工工艺、表面处理等也会对剪切强度产生影响。
在工程实践中，需要综合考虑这些因素，选择合适的材料和加工工艺，以确保材料具有足够的剪切强度满足工程要求。
另外，对材料剪切强度进行测试是非常重要的。
常见的剪切强度测试方法包括剪切试验、拉剪试验、压剪试验等。
这些测试方法可以通过施加不同的剪切载荷，来测定材料在不同条件下的剪切强度。
通过测试可以了解材料的力学性能，为工程设计和材料选择提供依据。
同时，测试还可以帮助分析材料的破坏机制和破坏形态，为改进材料的性能提供参考。
总之，材料的剪切强度是材料力学性能中的重要指标之一，它直接影响着材料在工程实践中的应用范围和安全性能。
在工程设计和材料选择过程中，需要充分考虑材料的剪切强度，选择合适的材料和加工工艺，以确保工程的安全可靠。
同时，对材料的剪切强度进行测试是非常重要的，可以为工程设计和材料选择提供依据，促进材料性能的改进和优化。
希望本文对您了解材料剪切强度有所帮助。
螺丝抗剪切力计算公式
螺丝抗剪切力计算公式【实用版】目录1.螺丝抗剪切力概念2.螺丝抗剪切力计算公式3.影响螺丝抗剪切力的因素4.应用举例正文一、螺丝抗剪切力概念螺丝抗剪切力是指螺丝在受到剪切力作用时，能够承受的最大剪切力。
在机械设计中，螺丝连接件的抗剪切力是评价其性能的重要指标，因为它直接影响到连接件的稳定性和安全性。
二、螺丝抗剪切力计算公式螺丝抗剪切力的计算公式为：F = (π/2) × (d^2 × t) / L其中，F 表示螺丝抗剪切力，d 表示螺丝直径，t 表示螺丝厚度，L 表示螺丝长度。
π表示圆周率，约等于 3.14。
三、影响螺丝抗剪切力的因素1.螺丝材料：螺丝材料的强度和韧性直接影响其抗剪切力。
一般来说，强度越高、韧性越好的材料，其抗剪切力越大。
2.螺丝直径和长度：根据计算公式可知，螺丝直径和长度的平方与抗剪切力成正比。
因此，直径和长度较大的螺丝具有较大的抗剪切力。
3.螺丝厚度：螺丝厚度与抗剪切力成正比。
厚度越大，抗剪切力越大。
4.剪切角度：剪切角度指剪切力作用方向与螺丝轴线的夹角。
当剪切角度增大时，螺丝抗剪切力减小。
四、应用举例假设有一根 M6（直径为 6mm）的螺丝，长度为 20mm，厚度为 2mm。
材料为高强度钢，强度等级为 8.8。
根据计算公式，可得：F = (π/2) × (6^2 × 2) / 20 = 3.14 × 6 × 6 × 2 / 20 =22.62N因此，这根螺丝的抗剪切力为 22.62N。
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2.剪切强度计算
1 剪切强度条件
剪切强度条件就是使构件的实际剪应力不超过材料的许用剪应力;
[]s
F A ττ=
≤
5-6
这里τ为许用剪应力,单价为Pa 或MPa;
由于剪应力并非均匀分布,式5-2、5-6算出的只是剪切面上的平均剪应力,所以在使用实验的方式建立强度条件时,应使试件受力尽可能地接近实际联接件的情况,以确定试样失效时的极限载荷τ0,再除以安全系数n,得许用剪应力τ;
[]n ττ= 5-7 各种材料的剪切许用应力应尽量从相关规范中查取;
一般来说,材料的剪切许用应力τ与材料的许用拉应力σ之间,存在如下关系：
对塑性材料： 对脆性材料： 2 剪切实用计算
剪切计算相应地也可分为强度校核、截面设计、确定许可载荷等三类问题,这里就不展开论述了;但在剪切计算中要正确判断剪切面积,在铆钉联接中还要正确判断单剪切和双剪切;下面通过几个简单的例题来说明;
例5-1 图5-12a 所示电瓶车挂钩中的销钉材料为20号钢,τ＝30MPa,直径d=20mm;挂钩及被连接板件的厚度分别为t ＝8mm 和t 1＝12mm;牵引力F=15kN;试校核销钉的剪切强度;
图5-12 电瓶车挂钩及其销钉受力分析示意图
解：销钉受力如图5-12b 所示;根据受力情况,销钉中段相对于上、下两段沿m-m 和n-n 两个面向左错动;所以有两个剪切面,是一个双剪切问题;由平衡方程容易求出：
销钉横截面上的剪应力为：
故销钉满足剪切强度要求;
例5-2 如图5-13所示冲床,F max =400KN,冲头σ=400MPa ,冲剪钢板的极限剪应力τb =360 MPa;试设计冲头的最小直径及钢板最大厚度;
图5-13 冲床冲剪钢板及冲剪部分受力示意图
解：1 按冲头压缩强度计算d
所以
2 按钢板剪切强度计算t
钢板的剪切面是直径为d 高为t 的柱表面; 所以
例5-3 如图5-14所示螺钉受轴向拉力F 作用,已知τ=σ,求其d ：h 的合理比值;
图5-14 螺钉受轴向拉力示意图
解：螺杆承受的拉应力小于等于许用应力值：
螺帽承受的剪应力小于等于许用剪应力值：
当σ、τ同时分别达到σ、τ时．材料的利用最合理,既
所以可得
------=extPart_01C9B6CD.
第二节冲压常用材料的化学成分和力学性能
一、黑色金属
1.深拉深用冷轧钢板发化学成分和力学性能
1深拉深钢板的化学成分深拉深用冷轧钢板主要有08Al、08F、08、及
10、15、20钢;其化学成分如表8—44所示;
表8—44 深拉深冷轧薄钢板的化学成分GB/T5213—1985和GB/T710—1991
钢板
化学成分质量分数 %
C Si Mn P S Ni Cr Cu Al
08Al ≤≤～≤≤≤≤≤～
08F ～≤～≤≤≤≤≤—
08 ～～～≤≤≤≤≤—
10 ～～～≤≤≤≤≤—
15 ～～～≤≤≤≤≤—
20 ～～～≤≤≤≤≤—
2影响钢板冲压性能的主要因素化学成分、金属组织、力学性能和表面质量等均影响冲压性能
在上述钢号中用量最大的是08钢,并有沸腾钢与镇静钢之分,沸腾钢08F 价廉,表面质量好,但偏析比较严重,且有“应变时效”倾向,对于冲压性能
要求高,外观要求严格的零件不适合;08Al镇静钢板价格较高,但性能均匀,“应变时效”倾向小,适用于汽车、拖拉机覆盖件的拉深;
108钢中主要元素对冲压性能的影响表8—45
表8—45 主要元素对08钢冲压性能的影响
2深拉深冷轧薄板铁素体晶粒度的标准表8—46
表8—46 深拉深冷轧薄钢板铁素体晶粒级别
1铝镇静钢08Al按其拉深质量分为三级：ZF—拉深最复杂零件；HF—拉深很复杂零件；F—拉深复杂零件
2其他深冲薄钢板包括热轧板按冲压性能分级为：Z—最伸拉深件；S —深拉深件；P—普通拉深件
3深拉深冷轧薄钢板的力学性能表8—47
表8—47 深拉深冷轧薄钢板的力学性能GB/T5213—1985和GB/T710—1991
4深拉深冷轧薄钢板的杯突试验冲压深度表8—48
表8—48 深拉深冷轧薄钢板的杯突试验冲压深度
GB/T5213—1985和GB/T710—1991
2.常用材料的力学性能
1黑色金属材料的力学性能表8—49 表8—49 黑色金属材料的力学性能
2钢在加热时的抗剪强度表8—50
表8—50 钢在加热状态的抗剪强度单位：MPa
3 普通碳素钢冷弯实验指标8-51
表8—51 普通碳素钢冷弯试验指标 GB700—1988
牌号试样方
向
冷弯试验B=2a180°
备注
钢材厚度或直径/mm
≤60 >60～100 >100～200
弯心直径d
Q195 纵0
——
各牌号A级钢的冷弯试验,在需方
有要求时才进行
冷弯试验合格时,抗拉强度上限
可以不作交货条件
横
Q215 纵2a 横 a 2a
Q235 纵 a 2a
横3a
Q255 2a 3a
Q275 3a 4a
注：B—试样宽度二、有色金属
有色金属的力学性能表8—52
表8—52 有色金属的力学性能
材料名称牌号材料状态抗剪强度
τ/MPa
抗拉强度
/MPa
伸长率
/%
屈服点
/MPa
弹性模量E/MPa
铝1070A,1050A
1200
已退火80 75～110 25 50～80
72000 冷作硬化100 120～150 4 120～240
铝锰合金3A21 已退火70～100 110～145 19 50 71000
硬480～520 600～650 3～5 540 —
特硬560～600 700～750 1～2 ——
铍青铜QBe2
软240～480 300～600 30 250～350 117000
硬520 660 2 1280 132000～141000
白铜B19 软240 300 25
——硬360 450 3
锌白铜BZn15-20
软280 350 35 207 —
硬400 550
1
486 126000～140000 特硬520 650 —
镍Ni-3～Ni-5
软350 400 35 70 —
硬470 550 2 210 210000～230000
德银BZn15-20
软300 350 35
——硬480 550 1
特硬560 650 1
锌Zn-3～Zn-6 —120～200 140～230 40 75 80000～130000 铅Pb-3～Pb-6 —20～30 25～40 40～50 5～10 15000～17000 锡Sn1～Sn4 —30～40 40～50 —12 41500～55000
钛合金TA2
退火
360～480 450～600 25～30
——TA3 440～600 550～750 20～25
TA5 640～680 800～850 15 800～900 104000
镁合金MB1
冷态
120～140 170～190 3～5 120 40000 MB8 150～180 230～240 14～15 220 41000 MB1 预热
300℃
30～50 30～50 50～52 —40000 MB8 50～70 50～70 58～62 —41000
银———180 50 30 81000 可伐合金Ni29Co18 —400～500 500～600 ———
康铜
软—400～600 ———
硬—650 ———钨—
已退火—720 0 700 312000
未退火—1491 1～4 800 380000 钼—
已退火20～30 1400 20～25 385 280000
未退火32～34 1600 2～5 595 300000
三、非金属
1非金属材料的极限抗剪强度表8—53
表8—53 非金属材料的极限抗剪强度单位：MPa
2非金属材料加热时的抗剪强度表8—54
表8—54 非金属材料加热时的抗剪强度
注：表列抗剪强度用于普通凸模冲裁时的计算值;
=600000/2605 ＜235
=600000/4082 ＜141MPa
=146MPa 大于了许用剪切力,不合理。