剪切计算及常用材料强度

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。

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【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。

第五章：剪切和挤压§5-1、剪切变形剪切虎克定律一、剪切的概念：举例说明剪切的概念。

1、剪切变形：构件在一对大小相等、方向相反、作用线相隔很近的外力（或外力的合力）作用下，截面沿力的方向发生相对错动的变形，称为剪切变形。

2、剪切面：在变形过程中，产生相对错动的截面，称为剪切面。

二、切应力：1、内力的计算：应用截面法，将螺栓沿剪切面分成上下两部分，取其中一部分为研究对象，依平衡可知，剪切面上内力的合力Q必然与外力P平行。

大小由平衡条件得：Q=P 因Q与剪切面相切，故称为剪切力，简称剪力。

2、切应力的计算：工程上采用近似但切合于实际的计算方法：假定内力在剪切面内均匀分布，这样很容易求出切应力，若以τ代表切应力，A代表剪切面的面积，则：τ=Q/A三、剪切变形和切应变：为分析剪切变形，在构件的受剪部位，绕A 点取一直角六面体，并把该六面体放大，当构件发生剪切变形时，直角六面体的两个侧面abcd 和efgh 将发生相对错动，使直角六面体变为平行六面体，图中线段ee /或ff /为相对滑移量，称为绝对剪切变形。

而矩形直角的微小改变量γγ≈tan γ=ee //ae=ff //bf 。

称为切应变，即相对剪切变形。

四、剪切虎克定律：当切应力不超过材料的剪切比例极限τ时，切应力τ与切应变γ成正比，这就是材料的剪切虎克定律：τ=G γ式中：G ——材料的切变模量。

因γ是一个无量纲的量，所以G 的量纲与τ相同，单位是Gpa 。

对各向同性材料，切变模量G 、弹性模量E 和泊松比μ三个弹性常数之间存在下列关系：()μ+=12EG§5-2、挤压一、挤压的概念：机械中的联接件（如螺栓），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。

其中相互压紧的接触面称为挤压面，挤压面的面积用A bs 表示。

二、挤压应力：通常把作用于接触面上的压力称为挤压力，用P bs 表示，而挤压面上的应力称为挤压应力，用σbs 表示。