材料力学剪切力概念
关于剪切力和屈服应力
关于剪切力和屈服应力shear force中文应该是叫做剪切力。
把一本书放在桌子上，把手指头垂直按在书上，书是不会动的，只会被按在桌子上，这时书本受到的是“normal force",这个力的方向与受力面是垂直。
如果把手指头倾斜一定角度，书就会向指头按的方向移动，这时书本出除了受到垂直向下的normal force 之外，还受到一个与受力面平行的力，这个力就是“shear force"。
物体由于外因(受力、湿度变化等)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，并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。
在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。
同截面相切的称为剪应力也称为切应力。
A fluid is a substance that deforms continuously under an applied shear stress.液体在剪应力作用下不断变形？？yield stress? 屈服应力yield stress是指: 材料在单向拉伸(或压缩)过程中,由于加工硬化,塑性流动所需的应力值随变形量增大而增大。
对应于变形过程某一瞬时进行塑性流动所需的真实应力叫做该瞬时的屈服应力(Y),亦称流动应力。
本文来自：/dictionary/2009/0714/87816.html在金属的弹性变形达到极限后，其强度就会发生小范围的波动，这时也就是塑性变形开始了。
这个点即是屈服点，这时所受的应力就叫做屈服应力或屈服强度。
屈服点之前一般金属的变形量与拉力接近一次线性关系，屈服点之后就变为二次线性关系（抛物线），即拉力增加不大，但产生的变形量却相对较大。
屈服应力屈服应力是在应力-应变曲线上屈服点处的应力。
屈服强度当应力超过弹性极限后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。
当应力达到B点后，塑性应变急剧增加，曲线出现一个波动的小平台，这种现象称为屈服。
材料力学性能试验有哪些带你了解材料力学性能试验!
材料力学性能试验有哪些带你了解材料力学性能试验！材料力学性能又称机械性能，任何材料受力后都要产生变形，变形到一定程度即发生断裂。
这种在外载作用下材料所表现的变形与断裂的行为叫力学行为，它是由材料内部的物质结构决定的，是材料固有的属性。
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材料力学性能试验：拉伸试验拉伸试验是其中一种最常用的试验方法，用于测定试样在受到轴向拉伸载荷后的行为。
这些试验类型可在室温或受控（加热或制冷）条件下进行，以确定材料的拉伸性能。
适用材料：金属、塑料、弹性体、纸张、复合材料、橡胶、纺织品、粘合剂、薄膜等。
常见的拉伸试验结果：最大载荷、最大载荷下的挠度、最大载荷做功、刚度、断裂载荷、断裂时的形变、断裂做功、弦斜率、应力、应变、杨氏模量试验仪器：万能试验机，高速试验机等测试标准GB/T 6397-1986《金属拉伸试验试样》ASTM D3039-76用于测定高模量纤维增强聚合物复合材料面内拉伸性能ASTM D638用于测定试件的拉伸强度和拉伸模量材料力学性能试验：压缩试验压缩试验是一种常用于测定材料的压缩负载或抗压性的试验方法，同时也用于测定材料在受到一个特定的压缩负载并保持一段设定时间后的恢复能力。
压缩试验用于测定材料在加载下的行为。
此外也可测定一段时间内材料在（恒定或递增）载荷下可承受的最大应力。
适用材料金属、塑料、弹性体、纸张、复合材料、橡胶、纺织品、粘合剂、薄膜等。
试验仪器：万能试验机，高速试验机、压缩试验机等注意事项：（1）压缩试验主要适用于脆性材料，如铸铁、轴承合金和建筑材料等；（2）对于塑性材料，无法测出压缩强度极限，但可以测量出弹性模量、比例极限和屈服强度等。
测试标准GB/T7314-2023《金属压缩实验试样》ASTM D3410-75（剪切荷载法测定带无支撑标准截面的聚合体母体复合材料压缩特性的试验方法）GB/T7314-2023《金属材料室温压缩试验方法》材料力学性能试验：弯曲试验材料机械性能试验的基本方法之一，测定材料承受弯曲载荷时的力学特性的试验。
材料力学-剪切1
Ac—实际接触面面积
（2）接触面为圆柱面
Ac—直径投影面面积
d
δ d
Ac d
(a)
(b)
(c)
§2-13 剪切和挤压的实用计算
d δ
Ac d
(a)
(b)
d
(c)
挤压强度条件： c
Fpc Ac
c
bs 许用挤压应力，常由实验方法确定
c 1.5 2.5 脆性材料： c 0.9 1.5
F F
F
m m
F
F
m FQ m
m FQ m
F
二、剪切强度剪应力和剪切强度条件 假设切应力在剪切面 （m-m 截面）上是均匀分 布的, 得实用切应力计算 公式： 切应力强度条件：
FQ A
FQ A
[ ]
许用切应力，常由实验方法确定 0.5 0.7 塑性材料： 脆性材料： 0.8 1.0
P
t
P
P
d
t
P/4
1
2
3
[例5] 厚度为t1=12mm的主板，用两块厚度为t2=6mm的盖板及直径d=20mm 的 铆 钉 对 接 ， 受 拉 力 P=250kN 的 作 用 ， 已 知 材 料 的 容 许 应 力 分 别 为 []=160MPa ，[]=100MPa，[j]=280MPa，试问： （1）每边所需铆钉的数目n为多少？ （2）若按图示形式排列铆钉，钢板的宽度b为多大？
解：键的受力分析如图 m
h 2
P
2m 2 2 P 57 kN d 0.07
h
m b L
d
剪应力和挤压应力的强度校核
材料力学课件第三章剪切
剪切现象
生活中的剪切现象
如剪刀剪纸、锯子锯木头等，都 是典型的剪切现连接处， 由于受到垂直于连接面的力而发 生相对错动。
剪切应力与应变
剪切应力
在剪切过程中，作用在物体上的剪切力与物体截面面积的比值称 为剪切应力。
剪切应变
04
剪切破坏与预防措施
剪切破坏类型
01
02
03
04
脆性剪切
材料在无明显屈服的情况下突 然发生剪切断裂，多发生在脆 性材料中。
韧性剪切
材料在发生屈服后逐渐发生剪 切断裂，多发生在韧性材料中 。
疲劳剪切
材料在循环应力作用下发生的 剪切断裂，多发生在高强度材 料中。
热剪切
由于温度变化引起的剪切断裂 ，多发生在高温环境下。
车辆工程中的剪切问题
航空航天器在高速飞行时，会受到气 动力的剪切效应，影响其稳定性。
车辆在行驶过程中，车体结构会受到 风力、路面等载荷的剪切作用，影响 车辆的安全性和舒适性。
船舶结构中的剪切变形
船舶在航行过程中，会受到波浪、水 流等载荷的剪切作用，影响其结构安 全。
THANK YOU
感谢聆听
患。
05
剪切在实际工程中的应用
建筑结构中的剪切问题
80%
桥梁结构的剪切变形
桥梁在受到车辆等载荷作用时， 会发生剪切变形，影响结构的稳 定性。
100%
高层建筑的剪切力传递
高层建筑中的剪切力对建筑物的 稳定性和安全性具有重要影响。
80%
地震作用下的剪切效应
地震时，建筑结构会受到地震波 的剪切作用，可能导致结构破坏 。
03
剪切与弯曲的关系
弯曲与剪切的相互作用
材料力学知识点总结
材料力学知识点总结材料力学是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度和稳定性的学科。
它是工程力学的一个重要分支，对于机械、土木、航空航天等工程领域具有重要的意义。
以下是对材料力学主要知识点的总结。
一、拉伸与压缩拉伸和压缩是材料力学中最基本的受力形式。
在拉伸或压缩时，杆件的内力称为轴力。
通过截面法可以求出轴力的大小，轴力的正负规定为拉力为正，压力为负。
胡克定律描述了应力与应变之间的线性关系，在弹性范围内，应力与应变成正比，即σ ＝Eε，其中σ为正应力，ε为线应变，E 为材料的弹性模量。
材料在拉伸和压缩过程中会经历不同的阶段。
低碳钢的拉伸实验是研究材料力学性能的重要手段，其拉伸曲线可分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。
通过拉伸实验可以得到材料的屈服极限、强度极限等重要力学性能指标。
二、剪切与挤压剪切是指在一对大小相等、方向相反、作用线相距很近的横向外力作用下，杆件的横截面发生相对错动的变形形式。
剪切面上的内力称为剪力，其大小可以通过截面法求得。
在工程中，通常还需要考虑连接件的挤压问题。
挤压面上的应力称为挤压应力，其大小与挤压面的面积和外力有关。
三、扭转扭转是指杆件受到一对大小相等、方向相反、作用面垂直于杆件轴线的力偶作用时，杆件的横截面将绕轴线发生相对转动的变形形式。
圆轴扭转时，横截面上的内力为扭矩。
扭矩的正负规定为右手螺旋法则，拇指指向截面外为正，指向截面内为负。
根据材料力学的理论，圆轴扭转时横截面上的切应力呈线性分布，最大切应力发生在圆周处。
四、弯曲弯曲是指杆件在垂直于轴线的外力或外力偶作用下，轴线由直线变为曲线的变形形式。
梁在弯曲时，横截面上会产生弯矩和剪力。
弯矩的正负规定为使梁下侧受拉为正，上侧受拉为负；剪力的正负规定为使截面顺时针转动为正，逆时针转动为负。
弯曲正应力和弯曲切应力是弯曲问题中的重要应力。
弯曲正应力沿截面高度呈线性分布，最大正应力发生在截面的上下边缘处。
弯曲切应力在矩形截面梁中，其分布规律较为复杂，但在一些常见的情况下，可以通过公式进行计算。
剪切力的计算方法
剪切力的计算方法剪切力是物体在受到两个相互作用的力的情况下，使物体发生剪切变形的力。
剪切力的计算方法取决于物体的几何形状和相互作用力的性质。
本文将介绍一些常见的剪切力计算方法。
1. 直角剪切力（Shear force）当物体受到垂直于其截面的力时，产生的剪切力称为直角剪切力。
通常情况下，直角剪切力可以通过以下公式计算：F=Q/A其中，F为剪切力，Q为作用在物体上的拉力或推力的大小（单位为牛顿），A为物体的截面面积（单位为平方米）。
2. 斜向剪切力（Shear force）当物体受到斜向作用力时，产生的剪切力称为斜向剪切力。
通常情况下，斜向剪切力可以通过以下公式计算：F=F1+F2其中，F为剪切力，F1和F2分别为作用在物体上的两个力的大小。
3.构件（梁）上的剪切力计算在构件或梁上，剪切力的计算通常依赖于结构力学的原理和公式。
以下是一些常见的方法：3.1剪力图法剪力图法是一种常见的方法，用于计算梁上各点的剪切力。
通过在梁上绘制剪力图，可以确定不同截面位置上的剪切力大小。
该方法通常结合力的平衡条件和梁弯曲方程使用。
3.2截面法截面法是一种常见的方法，用于确定不同截面位置上的剪切力大小。
通过分析截面的受力情况，可以得出不同截面位置上的剪切力大小。
该方法通常结合应力分布的假设和材料力学性质使用。
3.3超静定梁的剪切力算例在超静定梁上，梁的支座和跨中通常没有直接的外力作用。
在这种情况下，可以使用弯矩分布法来计算剪切力。
通过将弯矩分布转换为剪切力分布，可以确定梁上不同截面位置上的剪切力。
综上所述，剪切力的计算方法取决于物体的几何形状和作用力的性质。
在实际应用中，需要结合具体情况选择合适的计算方法。
同时，结构力学和材料力学的原理和公式对于剪切力的计算也起到重要的指导作用。
材料剪切力
材料剪切力材料剪切力是指在材料表面的切割行为中所产生的力。
在工程和科学领域中，材料剪切力是一个重要的概念，它对于材料的性能和应用具有重要影响。
本文将探讨材料剪切力的概念、影响因素以及相关应用。
我们来了解一下材料剪切力的定义和计算方法。
材料剪切力是指在材料表面上切割时产生的力，它是切割面上单位面积的力。
根据材料力学的原理，材料剪切力可以通过剪切应力与剪切面积的乘积来计算，即剪切力=剪切应力×剪切面积。
剪切应力是指单位面积上的切割力，剪切面积是指切割面的面积。
材料剪切力的大小受到多种因素的影响。
首先是材料的性质和结构。
不同材料的剪切力大小会有所不同，例如金属材料的剪切力通常较大，而塑料材料的剪切力较小。
此外，材料的结构也会影响剪切力的大小，例如晶体结构的材料剪切力通常较大，而非晶态材料的剪切力较小。
其次是切割条件的影响。
切割速度、切割角度以及切割工具的形状和材料等因素都会对材料剪切力产生影响。
一般来说，切割速度越快，剪切力就越大。
切割角度的大小也会对剪切力产生影响，通常情况下，切割角度越小，剪切力越大。
此外，切割工具的形状和材料也会对剪切力产生影响，例如刀刃的锋利程度和硬度等。
材料剪切力在工程和科学领域中具有广泛的应用。
首先，在材料加工中，了解材料剪切力的大小和影响因素可以帮助工程师选择合适的切割工具和切割条件，提高加工效率和质量。
其次，在材料测试和研究中，测量和分析材料剪切力可以帮助科学家了解材料的力学性质和行为，为材料设计和改进提供依据。
此外，在工程结构中，了解材料剪切力的大小和分布可以帮助工程师设计和优化结构，提高结构的强度和稳定性。
材料剪切力是指在材料表面的切割行为中所产生的力。
它受到材料性质和结构、切割条件等因素的影响，并在工程和科学领域中具有广泛的应用。
了解和研究材料剪切力对于提高材料加工效率和质量、深入了解材料性质和行为以及优化工程结构具有重要意义。
截面力计算
截面力计算截面力是指垂直于截面的力，也称为剪切力。
在物理学和工程学中，截面力的计算是一个重要的问题，它在结构力学和材料力学中有广泛的应用。
本文将介绍截面力计算的基本概念和方法。
截面力的计算是建立在材料力学的基础上的。
在材料力学中，我们知道材料的力学性质是由其内部分子结构和排列方式决定的。
当外界施加力于材料时，材料内部的原子或分子之间会发生相互作用，从而产生截面力。
截面力的大小和方向取决于外力的大小、方向以及材料的性质。
在实际工程中，截面力的计算通常涉及到杆件、梁、板等结构的设计和分析。
以梁为例，当梁受到外力作用时，其截面上的材料会受到剪切力的作用。
剪切力的大小可以通过对梁进行截面分析来计算。
截面力的计算可以采用静力学的方法。
首先需要确定截面上的受力情况，即外力的大小、方向和作用点位置。
然后，根据物体的平衡条件，可以得到截面上的受力平衡方程。
通过求解这些方程，可以得到截面上的各个力的大小和方向。
在截面力的计算中，常用的方法包括静力平衡法、受力分析法和受力平衡法。
静力平衡法是最常用的方法，它通过平衡截面上的受力来计算截面力。
受力分析法是根据受力分析的原理来计算截面力。
受力平衡法是通过截面力的平衡条件来计算截面力。
截面力的计算还需要考虑材料的性质。
不同材料对截面力的响应是不同的，因此需要根据材料的性质来确定截面力的计算方法。
常见的材料包括钢材、混凝土和木材等，它们的力学性质各不相同。
在实际工程中，截面力的计算是设计和分析过程中的重要一环。
它可以帮助工程师确定结构的强度和稳定性，从而保证结构的安全性和可靠性。
在设计和施工过程中，合理计算截面力是保证工程质量和工期的关键。
截面力计算是一个重要的工程问题，它涉及到材料力学、结构力学和静力学等多个学科的知识。
截面力的计算可以通过静力平衡法、受力分析法和受力平衡法等方法来进行。
在计算过程中，需要考虑材料的性质和结构的受力情况。
准确计算截面力可以帮助工程师确定结构的强度和稳定性，从而保证工程的安全性和可靠性。
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材料力学剪切力的概念
材料力学的定义很清楚：“剪切”是在一对（1）相距很近、（2）大小相同、（3）指向相反的横向外力（即垂直于作用面的力）作用下，材料的横截面沿该外力作用方向发生的相对错动变形现象。
能够使材料产生剪切变形的力称为剪力或剪切力。
发生剪切变形的截面称为剪切面。
判断是否“剪切”的关键是材料的横截面是否发生相对错动。
因此，菜刀切菜不是剪切现象（因蔬菜的横截面没有发生相对错动），而用剪刀剪指甲则是（指甲的横截面发生相对错动。
注：用指甲剪剪指甲不是一种剪切现象，虽然它同样能把指甲剪下来。
为什么？）。
至于“剪切力”的来源，当然是压力造成的。
也可以说，剪切力是一种特殊形式的压力。
流变学是针对物体的流动和变形所展开的研究科目。
涂料配方中颜料的选择，流变性能是一项极其重要的指标。
简单的说，颜料添加入涂料基料中将不可避免的改变涂料的流变特性。
反映流变性能最常用的指标就是涂料体系的粘度。
当涂料体系流动的时候，通过粘度，我们很容易了解到流体发生的变化。
如果是在任意小的外力下都可以流动的流体，同时所加的剪切应力的大小（单位面积上流体所受的力）和流体的速度梯度（D）（也被称之为剪切速率，即流体受力以后两层流体间的速度随位置的变化率）成正比，
我们称之为牛顿流体。
从本质上讲，黏度是流体抗拒流动的一种性质，是流体分子间相互吸引而产生的阻碍分子间相对运动能力的量度，即流体流动的内部阻力。
而牛顿流体中切应力和速度梯度D的比值是固定不变的。
此项比值被称为液体黏度系数，简称黏度。
然而有另一种流体，背离了上述的比例关系，被称为非牛顿流体。
非牛顿流体分为塑性流体，触变性流体，假塑性流体，膨胀性流体等不同类型。
当一种流体受到外力作用时，并不立即开始流动。
只有在所加外力大到某一程度时才开始流动。
流体开始流动所需的最小切应力被称为屈服值。
此类流体被称为属于非牛顿流体的塑性流体。
黏度已不能独立于所受切应力之外而保持不变。
而是随着剪切速率的变化呈现复杂的变化。
大体上说，随着剪切速率的上升，黏度往往会下降。
通常的解释是剪切力破坏了涂料体系的内部结构。
在绝大多数情况下，一旦剪切力消失，涂料体系的结构将恢复。
此种流体特性在涂料工业中有非常大的现实意义，能导入此种特性的助剂称为触变剂。
此类流体称为触变性流体。
当剪切应力到达一定值时，液体突然开始流动，在低中剪切力作用下基本呈现牛顿流体特性，在高剪切力作用下，粘度随剪切速率增加而下降的流体被称为假塑性流体。
粘度随剪切速率增加而增加的流体被称为膨胀性流体，也称剪切变稠流体。
在剪切力作用下，流体将很快变得不能移动，形成近似刚性结构。
流变性能对于涂料生产的分散阶段，涂料仓储阶段和施工阶段都具有非常重大的意义。
在涂料生产的分散阶段，出于经济和效率的考虑，我们希望有尽可能高的颜料含量和颜基比。
但颜料含量越高，颜料粒子粒径越小，比表积就越大，湿润颜料表面的涂料基料就多，黏度就会上升。
同样在整个涂料体系中较大的颜料，树脂粘结料和助剂体积因子也会导致黏度升高。
我们希望在分散设备，触变剂的帮助下，达到尽可能低的黏度，低的黏度意谓极好的流动性，尽可能高的颜料含量和颜基比。
在涂料储存阶段，在没有剪切力的情况下，我们希望在触变剂的帮助下保持较高黏度，维持涂料系统的稳定性，防止颜料沉淀。
在涂料施工阶段，我们希望涂料系统呈现牛顿流体的特性，我们可按照施工手段的不同（喷涂，辊涂，刷涂等）来调节涂料粘度。