剪切计算及常用的材料强度
销轴剪切强度计算公式
销轴剪切强度计算公式
τ=F/A
其中，τ表示剪切应力，F表示受到的剪切力，A表示剪切面积。
1.材料的抗剪强度：当剪切应力达到或超过材料的抗剪强度时，材料会发生破坏。
销轴的材料通常指钢材，其抗剪强度可通过查找相关标准或手册获取。
2.销轴的几何形状：销轴通常呈圆柱形，其剪切面积可以通过以下公式计算：
A=π*(d^2)/4
3.实际受力情况：销轴一般受到多个力的作用，如扭矩、轴向力等，需要将这些力转化为剪切力进行计算。
具体的转化方法可以通过力学分析或相关工程手册获取。
综上所述，销轴剪切强度的计算可以通过以下步骤进行：
1.确定销轴的材料抗剪强度，以及销轴的几何尺寸，如直径等。
2.通过实际受力情况，计算出受到的剪切力。
3.根据上述公式计算出销轴的剪切应力。
4.将计算得到的剪切应力与材料的抗剪强度进行比较，判断销轴的抗剪强度是否满足要求。
需要注意的是，销轴的设计与计算涉及到多个因素，如静态刚度、动态刚度、疲劳强度等，此处只介绍了销轴剪切强度的计算公式，实际应用中需要综合考虑多个因素进行设计和计算。
剪切强度极限计算公式
剪切强度极限计算公式
剪切强度极限计算公式有多种，以下是一些常见的公式：
1. 在材料的屈服点以下，剪切强度可以用材料的抗拉强度来估算：
τ=×σ其中，τ为剪切强度，σ为材料的抗拉强度。
2. 在材料的屈服点以上，剪切强度可以用材料的屈服强度来估算：
τ=k×σy其中，k是一个常数，需要根据具体情况确定，σy为材料的屈服强度。
3. 另一种通用的剪切强度计算公式是：
剪切强度=剪切力/剪切面积
这些公式在工程设计和材料力学分析中广泛应用，但具体使用时需要根据实际情况和材料的特性选择合适的公式进行计算。
同时，剪切强度的大小还受到温度、湿度、加载速度等因素的影响。
剪切强度标准
剪切强度标准
一、剪切强度国家标准概述
剪切强度是材料力学性质中的一个重要参数，是指材料在剪切力作用下抵抗破坏的能力。
我国在工业领域中对于剪切强度有着严格的国家标准，每一种材料对于剪切强度的规定都有相应的标准要求。
这些标准要求可以保证产品在使用过程中不容易发生破坏，也可以让制造商在生产中有一个特定的标准进行参考。
二、常用材料的剪切强度标准
1. 金属材料的剪切强度标准
金属材料是工业领域中使用最广泛的材料之一。
其剪切强度标准有：GB/T 6396-2018《金属单向剪切试验方法》、GB/T 16826-2008《钢板冲裁性能试验方法》、GB/T 2975-2018《金属材料拉伸试验方法》等。
2. 非金属材料的剪切强度标准
非金属材料是包括塑料、橡胶、纤维材料等在内的广泛材料范畴。
其剪切强度标准有：GB/T 1040.2-2006《塑料拉伸性能试验第2部分：试验条件》、GB/T 528-2009《橡胶硬度试验基本规则》、GB/T 4802.1-2008《塑料挤出板材工艺试验方法第1部分：在室温下进行的机械性能试验》等。
三、常见实验方法的剪切强度测试标准
1. 直剪法
直剪法是剪切强度测试中最常见的一种实验方法，其国家标准为：GB/T 16825-2008《材料拉伸、压缩和剪切试验用夹具设计原则》。
2. V剪切法
V剪切法可用于测试金属和非金属材料的剪切强度，其国家标准为：GB/T 6868-2011《金属与非金属材料V剪切性能试验方法》。
3. T型剪切法
T型剪切法是用于测试金属材料的常见实验方法之一，其国家标准为：GB/T 23652-2009《钣金件T型剪切强度性能试验方法》。
(整理)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。
[]sF 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：[]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0.034 3.4d m cm ≥===(2) 钢板的剪切面是直径为d 高为t 的柱表面。
螺栓剪切力计算公式
螺栓剪切力计算公式
首先，剪切强度是指材料可以承受的最大剪切应力。
对于常见的螺栓材料，如钢材，剪切强度可以通过材料牌号和标准查找到。
剪切强度一般以兆帕（MPa）为单位。
Fs=τ*As
其中，Fs表示螺栓的剪切力，τ表示螺栓所受的剪切应力，As表示螺栓截面的面积。
剪切应力τ可以通过以下公式计算：
τ=F/A
其中，F表示施加在螺栓上的力，A表示螺栓截面的面积。
对于螺栓来说，面积A可以近似地计算为：
A=(π*d²)/4
其中，d表示螺栓的直径。
综合以上公式，可以得到螺栓剪切力的计算公式为：
Fs=(π*d²*τ)/4
根据上述公式进行计算时需要注意以下几点：
1.对于受到多个螺栓的力的情况，需要将单个螺栓的剪切力相加。
2.在计算剪切力时，需要确定施加在螺栓上的力的大小和方向。
常见的受力形式包括直接受力、弯曲受力等，通过合理选择计算公式中的F值和剪切应力τ的计算方法。
3.根据具体的应用场景和设计要求，合理选择螺栓的材料和规格，以保证剪切力不超过螺栓材料的剪切强度。
4.在计算剪切力时，需要保证螺栓所处的环境温度、湿度等因素对材料性能的影响。
5.以上公式仅适用于理想条件下的计算，实际情况中还需考虑其他因素，如边界条件、接触面形状等。
需要注意的是，螺栓剪切力的计算是一个复杂的过程，涉及到多个参数和变量。
因此，为了确保计算的准确性和安全性，建议在实际工程设计中，将螺栓剪切力的计算交由专业的工程师进行。
q235剪切强度
q235剪切强度Q235剪切强度，是一种广泛使用的材料强度参数，对于机械制造、工程设计等领域具有重要的意义。
在了解Q235剪切强度参数之前，我们需要先理解剪切强度的概念。
一、剪切强度的概念1. 剪切的定义剪切是指物体沿一个平面内被平行的力拉伸的过程中，力及力之间的剪切应力达到破坏极限的过程。
2. 剪切强度的定义剪切强度是指单位面积内承受剪切应力时材料破坏的极限强度。
其单位为N/mm2 (牛顿/平方毫米)。
二、Q235材料简介1. Q235材料的成分Q235材料是一种含碳量较低的钢材，其化学成分为：C≤0.22%，Si≤0.35%，Mn≤1.40%，P≤0.045%，S≤0.050%。
2. Q235材料的特性Q235材料具有良好的塑性和可焊性。
其耐腐蚀性能较差，在长时间接触外界环境时易生锈。
三、Q235剪切强度的确定1. Q235剪切强度常用值根据参考文献和试验结果，Q235钢的常用剪切强度值为：315N/mm2。
2. Q235剪切强度试验方法通常采用万能试验机进行材料剪切强度的测试，按照相应的标准操作进行试验。
在试验过程中，需要注意保持试样平面完全水平，并保持加载速率恒定。
四、Q235剪切强度的应用1. 机械制造领域Q235材料在机械制造领域得到广泛应用，如机床、工程机械等制造过程中，对其剪切强度指标的要求非常高。
2. 工程设计领域Q235材料在工程设计领域应用广泛，如钢结构、桥梁等工程的设计中，对其剪切强度参数要求也很高。
3. 其他领域对于其他领域，如建筑、制造等行业，Q235的剪切强度参数也具有一定的参考价值。
五、Q235材料在剪切强度方面的优化研究1. 添加合适的合金元素添加合适的合金元素可以提高Q235钢材的剪切强度，常见的元素包括V、Ni、Cu等。
2. 淬火和回火处理Q235钢材经过淬火和回火处理后，可以有效提高其剪切强度指标。
六、结论Q235剪切强度指标在机械制造、工程设计等领域具有重要的意义。
螺栓剪切强度计算公式
螺栓剪切强度计算公式
1 螺栓剪切强度计算
螺栓剪切强度是螺栓连接结构强度的一个重要参数，在金属结构
设计中可以根据螺栓剪切强度确定螺栓加工尺寸、结构安装尺寸及整
体结构的特性。
所以能够准确地计算出螺栓剪切强度是非常重要的，
下面介绍螺栓剪切强度计算公式。
2螺栓剪切强度计算公式
螺栓剪切强度计算公式是：
F=π *K * P * D^2 / 4
其中：
F：螺栓剪切强度，以牛顿（N）为单位。
K：由螺栓材料及表面处理方法确定的系数。
P：入螺纹内面积，乘以螺纹黏贴力系数ν求出。
D：螺栓直径，即螺纹内半径。
该公式适用于M型双孔拉板、全孔拉板及应力板的一些拉伸结构。
3螺栓剪切强度计算实例
下图是一个带有M10螺栓的4孔拉板拉伸结构，假定螺栓材料为
C20高碳钢，表面处理方法为镀锌，其黏贴力系数ν=0.14，则螺栓剪
切载荷求得：
F = π* 0.2 * 0.14* (10/2)^2/4=453.3N
以上就是螺栓剪切强度计算公式的介绍以及一个具体实例，从螺
栓剪切强度计算可以看出，螺栓材料和表面处理方法以及螺纹黏贴系
数等参数都会影响螺栓性能，所以在实践中，要有一定的认知和经验，以确保项目的质量和可靠性。
胶层剪切力强度计算
胶层剪切力强度计算 胶层剪切力强度是指在胶接过程中，胶体两侧的剪切力的强度。在许多工程应用中，胶接是一种常用的组合技术，它能够实现材料的连接，并具有较高的强度、较低的重量、较好的密封性和较好的表面外观。其中，胶层剪切力强度是衡量胶接质量的重要指标之一
实验方法是通过制备一定尺寸的胶接试样，施加剪切力，测量胶接的破坏负荷，从而计算胶层剪切力强度。通常采用剪切试验机进行实验，通过施加剪切力来破坏胶层。剪切试验机一般采用横向加载方式，将试样夹持在两夹持头之间，通过上下两夹持头间的剪切运动来产生剪切力。在实验中，需要根据所需测试的胶接材料的特点来选择合适的试样尺寸和加载速率。实验完成后，根据试样破坏的负荷来计算胶层剪切力强度。
理论计算方法是基于材料力学理论，通过建立适当的数学模型和假设，推导出胶层剪切力强度的计算公式。理论计算方法通常需要知道胶层的几何形状、胶层材料的力学性能参数以及施加的剪切力大小等信息。根据不同的胶接材料和胶接条件，可选择不同的理论计算方法。常见的理论计算方法有黏结线理论、界面剪切理论等。
黏结线理论是基于黏接剂中存在且活动的黏结线，通过分析黏结线上的应力分布，计算胶层剪切力强度。该理论适用于黏接剂属于弹性材料的情况。
界面剪切理论是假设胶层剪切力在胶体界面上分布均匀，通过解析或数值方法建立胶层剪切力与胶层弹性变形、胶接材料力学性能参数之间的关系，从而计算胶层剪切力强度。 在实际应用中，为保证胶接质量，通常需要对胶层剪切力强度进行评估。评估胶层剪切力强度的方法多种多样，可根据具体情况选择合适的方法。除了剪切试验外，还可以使用其他方法，如剥离试验、层合试验等。
总之，胶层剪切力强度的计算是评估胶接质量的重要指标之一、根据具体情况，可以选择实验方法或理论计算方法进行计算，以确保胶接结构的安全可靠性。
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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。
[]sFAττ=≤(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]。
[]nττ=(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t1＝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：2sFF=销钉横截面上的剪应力为：332151023.9MPa<[]2(2010)4sFAττπ-⨯===⨯⨯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 cmπσπ⨯⨯≥===⨯⨯(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。
maxs b F F A dt ττπ==≥所以3max 26400100.0104 1.043.41036010b F t m cm d πτπ-⨯≤===⨯⨯⨯⨯例5-3 如图5-14所示螺钉受轴向拉力F 作用，已知[τ]=0.6[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：24[]N F F A d σσπ==≤螺帽承受的剪应力小于等于许用剪应力值：[]s F F A dh ττπ==≤当σ、τ同时分别达到[σ]、[τ]时．材料的利用最合理，既240.6F F dh d ππ=所以可得 : 2.4d h =------=extPart_01C9B6CD.第二节 冲压常用材料的化学成分和力学性能一、黑色金属二、有色金属三、非金属一、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 %）CSiMnPSNiCrCuAl（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。
1）08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）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,1050A1200已退火80 75～110 25 50～8072000 冷作硬化100 120～150 4 120～240铝锰合金3A21已退火70～100 110～145 19 5071000 半冷作硬化100～140 155～200 13 130铝镁合金铝镁铜合金SA02已退火130～160 180～230—10070000 半冷作硬化160～200 230～280 210高强度铝镁铜合金7A04已退火170 250———淬硬并经人工时效350 500 460 70000镁锰合金MB1MB8已退火120～140 170～190 3～5 98 43600已退火170～190 220～230 12～24 14040000 冷作硬化190～200 240～250 8～10 160硬铝2Al12已退火105～150 150～215 12 ——淬硬并经自然时效280～310 400～440 15 36872000 淬硬后冷作硬化280～320 400～460 10 340纯铜T1、T2、T3 软160 200 30 70 108000 硬240 300 3 380 130000黄铜H62软260 300 35 380 100000 半硬300 380 20 200 —硬420 420 10 480 —黄铜H68软240 300 40 100110000 半硬280 350 25 —硬400 400 15 250 115000铅黄铜HPb59-1 软300 350 25 142 93000 硬400 450 5 420 105000可伐合金Ni29Co18 —400～500 500～600 ———康铜BMn40-1.5 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）材料名称极限抗剪强度τ管状凸模裁切普通凸模冲裁纸胶板布胶板玻璃布胶板金属箔的玻璃布胶板金属箔的纸胶板环氧酚醛玻璃布板工业橡胶板石棉橡胶人造橡胶，硬橡胶层压纸板层压布板绝缘纸板厚纸板软钢纸板有机玻璃聚氯乙烯氯乙烯赛璐咯皮革工业用皮革工业用毛毡100～13090～100120～140130～150110～130180～2101～64040～70100～13090～10040～7030～4020～4070～8060～8030～4040～606～8—4～5140～200120～180160～185160～220140～200210～24020～80——140～200120～18060～10040～8020～3090～100100～1305080～10030～5045～55—（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。
[]s F F A dh ττπ==≤=600000/（3.14*260*5） ＜0.6*235 =600000/4082 ＜141MPa =146MPa 大于了许用剪切力，不合理。