挤压力及其计算
材料力学剪切第3节 挤压的实用计算
bs
Fbs Abs
[ bs ]
式中：[bs ] — 材料的许用挤压应力，单位Pa或MPa。
挤压的强度条件
bs
Fbs Abs
[ bs ]
式中：[bs ] — 材料的许用挤压应力，单位Pa或MPa。
[ bs ] (1.7~2.0)[ ]
其中：[ ] — 材料的许用压应力。
• 挤压：机械中的联接件如螺栓、销钉、键、铆钉 等，在承受剪切的同时，还将在联接件和被联接 件的接触面上相互压紧，这种现象称为挤压。
F
F
• 挤压面：如图所示的联接件中，螺栓的左侧园柱 面在下半部分与钢板相互压紧，而螺栓的右侧园 柱面在上半部分与钢板相互挤压。其中相互压紧 的接触面称为挤压面，挤压面的面积用Abs表示。
d
47.3mm
取b=48mm
Ⅰ
Ⅰ
例3-5 某数控机床电动机轴与皮带轮用平键联 接如图示。已知轴的直径 d = 50mm，平键尺寸bhL =16mm10mm50mm，所传递的扭矩 M = 600Nm，
键材料为45号钢，其许用切应力为[ ] = 60MPa，许用 挤压应力为[bs ] = 100MPa。试校核键的强度。
钉和钢板的许用应力为[ ]= 160MPa；许用切应力为 [ ]= 140MPa，许用挤压应力为[bs]= 320MPa，试确
定所需铆钉的个数 n 及钢板的宽度 b。
解：1）按剪切的强度条件设计铆钉的个数 n
因铆钉左右对称，故可取左半边计算所需铆钉个
数n1，每个铆钉的受力如图所示，按剪切强度条件
解：1）计算作用于键上的力
取轴和键一起为研究对象，进行受力分析如图
F
FS
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。
剪切力计算公式
剪切力计算公式
1裁剪力的概念
裁剪力，又称为挤压力，是指在建筑物、机械设备等物体表面上所施加的力的一种，它是站着在运动物体之间的压缩力，其特点可以像剪一样使运动元素的片断均匀地断开。
它的由来，要从圆柱体的力学来解释，圆柱体表面上所施加的轴向力，会通过圆柱体表面完成分布，从而形成以贴膜力或挤压力为主要表现形式的一种力，这就是裁剪力。
2裁剪力的计算
裁剪力的计算公式表示为：F=2πPv，其中，F表示裁剪力的大小，P表示压力，v表示施加力点的体积。
在计算裁剪力的过程中，P 是物质特性参数，也就是说，当物体处于不同压力时，其裁剪力也会发生变化，v也是物质特性参数，当物体的体积发生变化时，其裁剪力也会发生变化。
由此，可见，为得出准确的裁剪力结果，必须对该物体的体积、压力等参数进行准确的测量，然后根据裁剪力计算公式来计算，才能得出准确的结果。
3裁剪力的应用
裁剪力在实际的工程应用中具有极其重要的意义，几乎每一种动力机械设备在运行时都会产生一定大小的裁剪力，裁剪力的大小直接影响机械设备的寿命和稳定性以及运行安全性，而且这些都是影响机械设备运行效率和终端产品质量的重要因素。
此外，裁剪力也可以帮
助设计者评估构造物的安装性能，可以帮助有效地解决机电一体化设计问题。
4结语
裁剪力是极其重要的力学参数，由它可以得出设备的安全性、稳定性以及寿命等重要参数，并且有助于有效地解决机电一体化设计、评估构造物的运行性能等问题，因此，裁剪力成为现代工程应用中极其重要的物理参数，被广泛应用在工程实践中。
高速铁道工程技术《挤压构件的实用计算1 2》
2挤压面积：接触面在垂直Fbs方向上的投影面的面积 。
3挤压应力：
挤压面积Abs =dt
4挤压强度条件〔准那么〕：
解
：
挤压面积 ：
FbS=F=40N
=
hh
F
F
c
a
F
F
b
挤压面
F
F
设两块钢板用一颗铆钉联结。铆钉的直径d=24mm ，每块钢板的 厚度t=12mm ，拉力F=40N ，铆钉许用应力=100MPa ，试对铆 钉进行强度校核。
• 挤压构件的实用计算
t t
F F
d
F 铆钉
F
无间隙
F
螺栓 F
连接件在受剪切的同时，两构件接触面上，因为互相压紧会产生局部 受压，称为挤压。
挤压：构件局部面积的承压现象 挤压力：在接触面上的压力，记 Fbs
以铆钉与板为例：
Fbs
Fbs
Fbs
1挤压力―Fbs ：接触面上的合力 。
Fbs=F
假设：挤压力在有效挤压面上均匀分布。
解 1 FS=F=40N 剪切面积
：
：
=
2 FbS=F=40N =
挤压面积 ：
铆钉强度满足 。
挤压破坏的特点：构件互相接触的外表上，因承受较大的压力作用，使 接触处的局部区域发生显著的塑性变形或被压碎。在接触处产生的变形
聚氨酯板挤压的计算公式
聚氨酯板挤压的计算公式1. 背景介绍聚氨酯板是一种广泛应用于建筑、制冷冷藏、船舶等领域的复合材料。
其挤压过程是生产聚氨酯板的关键步骤之一。
本文将介绍聚氨酯板挤压过程中的计算公式，帮助读者理解挤压过程的控制规律和参数计算方法。
2. 计算公式2.1 挤压力计算公式聚氨酯板的挤压力是指在挤压过程中施加在原材料上的力，是控制挤压过程的关键参数之一。
其计算公式如下：挤压力 = 施加力 / 理论挤出面积其中，施加力是指挤压机产生的力，理论挤出面积是指挤压模口的截面积。
2.2 挤压速度计算公式挤压速度是指挤压机挤出聚氨酯板的速度，也是控制挤压过程的重要参数。
其计算公式如下：挤压速度 = 推杆位移 / 所需挤出时间其中，推杆位移是指挤压机推杆在挤压过程中的位移，所需挤出时间是指挤压一片聚氨酯板所需的时间。
2.3 温度控制公式温度是聚氨酯板挤压过程中另一个重要的控制参数。
根据实际需要，可以通过控制加热器和冷却器的温度来调节聚氨酯板的挤压温度。
具体的温度控制公式因具体的生产设备和工艺要求而异。
3. 应用举例以下是一个实际应用的举例，以帮助读者更好地理解计算公式的应用：假设挤压机的施加力为1000N，挤压模口的截面积为0.5平方米，推杆位移为0.4米，所需挤出时间为1分钟。
根据计算公式，可以得出以下结果：- 挤压力 = 1000N / 0.5平方米 = 2000N/平方米- 挤压速度 = 0.4米 / 1分钟 = 0.4米/分钟根据实际需要，可以对聚氨酯板的挤压参数进行调整，以满足生产要求。
4. 总结本文介绍了聚氨酯板挤压过程中的计算公式，包括挤压力、挤压速度和温度控制。
通过灵活运用这些公式，可以有效控制挤压过程，满足聚氨酯板的生产要求。
希望本文能对读者在聚氨酯板生产和应用中有所帮助。
挤压机挤压力计算公式
挤压机挤压力计算公式
挤压机的挤压力计算公式有以下两种：
1. 经验公式：p=a+blnλ。
其中，P代表挤压力，λ代表挤压比，a和b为经验常数。
2. 半经验公式：p=abfkfσs[lnλ+μ4Lt/(Dt-Dx)]。
其中，p代表挤压力，λ代表挤压比，a为合金材料修正系数（一般取~），bf为挤压材料形状修正系数（圆棒无润滑热挤压取），kf为修正系数，μ为摩檫系数，Lt为锭子长度，Dt为挤压筒直径，Dx为挤压芯杆直径，σs为热挤压温度下合金材料屈服强度（手册上可查）。
以上公式仅供参考，如需更专业的信息，建议咨询挤压机方面的专家或查阅相关文献资料。
挤压力学计算公式是什么
挤压力学计算公式是什么挤压力学是研究物体在外部力作用下的变形和应力分布规律的一门学科。
在工程领域中，挤压力学的应用非常广泛，特别是在材料加工、结构设计和工程施工中。
挤压力学计算公式是用来描述物体在受到外部挤压力作用时产生的应力和变形的数学表达式。
通过这些计算公式，工程师和科学家可以预测和分析物体在挤压过程中的性能和行为，从而指导工程实践和科研工作。
挤压力学计算公式的基本原理是基于弹性力学和材料力学的基本理论，通过对物体的几何形状、材料性质和外部加载条件进行分析和建模，推导出描述物体受力情况的数学模型。
在实际工程中，挤压力学计算公式通常涉及到应力、应变、变形和强度等参数，能够帮助工程师和科学家快速准确地评估物体在挤压过程中的性能和安全性。
挤压力学计算公式的具体形式取决于物体的几何形状和材料性质。
例如，对于一维挤压过程，可以使用以下公式来计算物体的应力和变形：σ = F/A。
ε = δ/L。
其中，σ表示应力，F表示外部挤压力，A表示物体的横截面积；ε表示应变，δ表示物体的变形量，L表示物体的长度。
这些公式可以帮助工程师和科学家确定物体在挤压过程中受到的应力大小和变形程度，从而评估物体的性能和安全性。
对于复杂的三维挤压过程，挤压力学计算公式可能会更加复杂。
在这种情况下，工程师和科学家需要考虑物体的几何形状、材料的非线性特性和外部加载条件等因素，建立更加精确的数学模型。
通常情况下，他们会借助有限元分析等数值方法，通过计算机模拟物体在挤压过程中的行为，得到更加准确的结果。
除了基本的挤压力学计算公式外，工程师和科学家还可以根据具体的工程问题和材料特性，引入一些修正系数和经验公式，以提高计算的准确性和可靠性。
这些修正系数和经验公式通常是基于大量实验数据和工程实践得出的，能够更好地描述物体在挤压过程中的实际行为。
总的来说，挤压力学计算公式是工程领域中非常重要的工具，能够帮助工程师和科学家快速准确地评估物体在挤压过程中的性能和安全性。
螺套挤压力计算公式
螺套挤压力计算公式螺套挤压力计算公式是用于计算螺套在挤压过程中所受到的压力的公式。
螺套挤压是一种常见的制造工艺，用于将金属材料通过挤压成型的方式，制造出各种形状的零部件。
在进行螺套挤压过程中，了解螺套所受到的挤压力是非常重要的，这有助于确定挤压工艺的参数，保证产品的质量和稳定性。
螺套挤压力计算公式通常包括以下几个参数，螺套的材料特性、螺套的几何形状、挤压过程中的摩擦系数等。
下面我们将详细介绍螺套挤压力计算公式的各个参数及其影响因素。
首先，螺套的材料特性是影响挤压力的重要参数之一。
通常来说，螺套的材料特性包括材料的屈服强度、抗拉强度、硬度等。
这些参数直接影响了螺套在挤压过程中的变形和变形能力，从而影响了所需的挤压力。
一般来说，材料的屈服强度越高，螺套所需的挤压力就越大。
其次，螺套的几何形状也是影响挤压力的重要参数之一。
螺套的几何形状包括外径、内径、长度、螺距等。
这些参数直接影响了螺套在挤压过程中的变形方式和程度，从而影响了所需的挤压力。
一般来说，螺套的外径越大，内径越小，长度越长，螺距越小，螺套所需的挤压力就越大。
再次，挤压过程中的摩擦系数也是影响挤压力的重要参数之一。
摩擦系数是指螺套在挤压过程中与模具、设备等之间的摩擦阻力。
摩擦系数的大小直接影响了螺套所受到的摩擦力，从而影响了所需的挤压力。
一般来说，摩擦系数越大，螺套所需的挤压力就越大。
基于上述参数，螺套挤压力计算公式可以表示为：P = K × S × L。
其中，P表示螺套所受到的挤压力，单位为牛顿(N)；K表示挤压过程中的摩擦系数；S表示螺套的变形截面积，单位为平方米(m²)；L表示螺套的长度，单位为米(m)。
在实际的螺套挤压过程中，为了更准确地计算螺套所受到的挤压力，通常还需要考虑一些修正系数，如温度修正系数、速度修正系数等。
这些修正系数可以根据实际的挤压工艺参数和条件进行调整，以提高挤压力计算的准确性。
总之，螺套挤压力计算公式是用于计算螺套在挤压过程中所受到的压力的重要工具。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
变形速度对挤压力大小的影响，也是 通过变形抗力的变化起作用的。如果无 温度、外摩擦条件的变化，挤压力与挤 压速度之间成线性关系，如图3-4所示。
语言优教资源PPT
11
图3-4 6063铝合金挤压力与 挤压速度的关系
语言优教资源PPT
12
（7）外摩擦条件的影响
（8）模角
模角对挤压力的影响如图3-5所示。随 着模角增大，金属进入变形区压缩锥所 产生的附加弯曲变形增大，所需要消耗 的金属变形功增大；但模角增大又会使 变形区压缩锥缩短，降低了挤压模锥面 上的摩擦阻力，二者叠加的结果必然会 出现一挤压力最小值。这时的模角称为 最佳模角。一般情况下，当α在45°～ 60°范围时挤压力最小。
语言优教资源PPT
1
3.1挤压力计算式分析
挤压力:挤压过程中，通过挤压杆和挤压 垫作用在金属坯料上的外力。
单位挤压力:挤压垫片单位面积上承受的 挤压力。
目前，用于计算各种条件下挤压力的算 式有几十个，归纳起来分为以下几组：
（1）借助塑性方程式求解应力平衡微分 方程式所得的计算式；
（2）利用滑移线法求解平衡方程式所得 的计算式；
语言优教资源PPT
2
（3）根据最小功原理和采用变分法所 建立起来的计算式；
（4）经验式、简化式。
各计算式的计算精度除了与计算式的 结构合理性有关外，在很大程度上取决 于计算式中各参数选择的合理性与准确 程度。在选择时要注意以下几点：
（1）适用条件；（2）计算式本身建立的 理论基础是否完善、合理，考虑的影响 因素是否全面；（3）计算过程是否简便；
此经验算式的最大优点是简单、计算 方便。存在的最明显问题：一是没有考 虑挤压温度、速度变化对金属变形抗力 的影响；二是对于只润滑穿孔针而不润 滑挤压筒的挤压过程来说，正确选择摩 擦系数存在一定困难。
语言优教资源PPT
18
• 3.4.2简化算式
P =βA0σ0lnλ+μσ0π（D +d）L
（3-2）
语言优教资源PPT
15
• 3.4 挤压力计算 目前，广泛使用的计算方法有三种：经
验算式；简化算式；借助塑性方程式求 解应力平衡微分方程式所得到的计算式， 如И.Л.皮尔林算式。 • 3.4.1经验算式
（31）
语言优教资源PPT
16
式中 σS—变形温度下金属静态拉伸时
的屈服应力，MPa；
μ—摩擦系数，无润滑热挤压取
语言优教资源PPT
13
图3-5 挤压力分量与模角的关系
语言优教资源PPT
14
（9）挤压方式的影响
反向挤压比同等条件下正向挤压在突 破阶段所需要的挤压力低30% ～ 40%； 润滑穿孔针挤压时作用在穿孔针上的摩 擦拉力约是同等条件下不润滑穿孔针的 四分之一；随动针挤压时作用在穿孔针 上的摩擦拉力只出现在穿孔针运动速度 与金属流动速度不一致的部位，故比固 定针挤压时的小。
（4）有关参数的确定是否困难。
语言优教资源压时的受力情况如图3-1所示。
图3-1 挤压时的受力情况
语言优教资源PPT
4
挤压力组成：
P =R锥 + T锥 + T筒 + T定 + T垫 + Q + I R锥 —使金属产生塑性变形所需的力； T锥 —压缩锥侧表面上的摩擦力； T筒 —挤压筒壁和穿孔针表面的摩擦力； T定 —模孔工作带上的摩擦力； T垫 —挤压垫接触表面上的摩擦力； Q —作用在制品上的反压力或牵引力；
• 3.挤压力
主要内容：挤压力的概念，挤压力计算
式介绍，正确选择挤压力计算式及有关 参数，影响挤压力的因素分析。
重点：挤压力计算。
难点：挤压力计算式中有关参数的确 定。
目的和要求：能够根据挤压方法、挤压
产品及挤压过程金属的变形流动特点的 不同，正确选择挤压力计算式，并能够 正确确定有关计算参数，从而较准确的 计算不同挤压条件下的挤压力。
（4）变形程度（或挤压比）
挤压力大小与变形程度成正比，即随 着变形程度增大，挤压力成正比升高。 图3-3是不同挤压温度下6063铝合金挤压 力与挤压比之间关系曲线。
语言优教资源PPT
9
图3-3 不同挤压温度下6063铝合金 挤压力与挤压比之间关系曲线
语言优教资源PPT
10
（5）变形温度
变形温度对挤压力的影响，是通过变 形抗力的大小反映出来的。一般来说， 随着变形温度的升高，金属的变形抗力 下降，挤压力降低 。
I —挤压速度变化引起的惯性力。
语言优教资源PPT
5
通常，挤压垫对金属流动所产生的摩 擦力只是在终了阶段，当后端难变形区 金属进入塑性变形区压缩锥后，沿挤压 垫端面流动时才起作用；牵引力的主要 作用是防止制品偏离出料台并可起到减 少其弯曲和扭拧，远远小于挤压力；在 正常挤压过程中，在挤压温度一定的情 况下，挤压速度的变化是比较平稳且变 化不大，所引起的惯性力是比较小的。 故后三项通常可以不用考虑。
式中 p —单位挤压力，MPa； A0—挤压筒与穿孔针之间的环形
面积，cm2；
σ0—与变形速度和温度有关的变
形抗力，MPa；
λ—挤压比； μ—摩擦系数；
语言优教资源PPT
19
D —挤压筒直径，cm； d —穿孔针直径，cm； L —填充后的锭坯长度，cm； β—修正系数，取β=1.3～1.5，
挤压速度对挤压力的影响见图3-2。
语言优教资源PPT
7
图3-2 纯铝锭坯组织、均匀化退火 时间及挤压速度对挤压力的影响
语言优教资源PPT
8
（3）锭坯的规格及长度
锭坯的规格对挤压力的影响是通过摩 擦力产生作用的。锭坯的直径越粗，挤 压力就越大；穿孔针直径越粗，挤压力 也越大；锭坯越长，挤压力也越大。
0.5，带润滑热挤压取0.2～
0.25，冷挤压取0.1～0.15；
Dt、dz—挤压筒、穿孔针直径，mm； Lt—锭坯填充后的长度，mm； λ—挤压比；
语言优教资源PPT
17
a —合金材质修正系数，取1.3～
1.5，其中硬合金取下限，软
合金取上限；
b —制品断面形状修正系数，圆 管材挤压取b =1.0。
语言优教资源PPT
6
• 3.3 影响挤压力的主要因素
（1）金属的变形抗力
挤压力大小与金属的变形抗力成正比。
（2）锭坯状态
锭坯组织性能均匀，挤压力较小；经
过充分均匀化退火，可使不平衡共晶组
织在基体中分布均匀，过饱和固溶元素
从固溶体中析出，消除铸造应力，提高
锭坯塑性，减小变形抗力，使挤压力降
低。纯铝锭坯组织、均匀化退火时间及