剪切变形

F
F
Q
F
受力特点：
作用于构件两个侧面上且与构件轴线垂直的外力，可以简化成大小相等，方向相反，作用线相距很近的一对力，使构件两部分沿剪切面有发生相对错动的趋势。

变形特点：
以两力F 之间的横截面为分界面，构件的两部分沿该面发生相对错动。

剪切变形的定义：具有上述两个特点的变形，即为剪切变形
1、剪力
如图所示，沿截面mm 假想的把螺栓分成两部分，并取上一部分作为研究对象，如图：mm 面上的合力用Q 表示。

则：由
∑=⇒=-⇒=Q F Q F X 00F
由于Q 与mm 面相切，故形象的称Q 为mm 面上的剪力。

二、剪切的计算
F F F F
如图所示，两块厚度为的木板，被一个铆钉铆接在一起，在这两块板上分别作用着一对大小相等、方向相反的
的作用，使铆钉受到了如图所示的分布力系的作用，从而发生了剪切变形。

同时，由于铆钉与板
之间的相互挤压，使得原为图形的孔变成了长圆形，如果
这个变形过大，同样可使结构破坏。

因此，对于这样的构
件不反要进行剪切压强计算，同时也要进行挤压强度计算
(a) (c)
F
F
、扭转实验
实验结果:于截面mm对截面nn的相对转动，使方格的左右两边发生相对错动，但两对边之间的距离不变
的半径长度也不变。

与计算杆件拉伸或压缩时的变形能同样道理上述中，斜面线下面的面积就代表：在弹性范围内，扭转力矩M。

金属剪切试验标准一、目的本标准规定了金属材料剪切试验的方法、试验原理、试验设备、试样制备、试验程序、数据分析和试验报告。

本标准适用于金属材料在室温或高温条件下的剪切强度和变形行为的测试。

二、术语和定义1.剪切强度：材料在剪切应力作用下，单位面积上所能承受的最大剪切力。

2.剪切变形：材料在剪切应力作用下，发生的剪切变形量。

三、试验原理剪切试验是通过在试样上施加剪切应力，使试样在剪切面上产生剪切变形，从而测定材料的剪切强度和变形行为。

剪切试验一般分为单向剪切和双向剪切两种类型。

四、试验设备1.试验机：应具有足够的刚性和精度，能够施加恒定的载荷并测量试样的变形。

2.剪切装置：包括上下压板、试样夹持器和剪切刀具等，应确保试样在试验过程中不会发生移动或偏移。

3.测量仪器：如千分尺、量具等，用于测量试样的尺寸和变形。

4.环境控制设备：如加热炉、冷却水浴等，用于控制试验温度。

五、试样制备1.试样尺寸：试样应具有足够的尺寸，以避免在试验过程中发生弯曲或失稳。

一般情况下，试样的宽度应至少是厚度的两倍。

2.试样形状：试样一般采用矩形或圆形，表面应平整光滑，无划痕、裂纹等缺陷。

3.试样处理：如热处理、表面处理等，应根据材料性质和试验要求进行。

六、试验程序1.安装试样：将试样放置在剪切装置中，确保上下压板与试样紧密接触，无间隙。

2.加载：根据试验要求，逐渐增加载荷至指定值，并保持稳定。

3.测量变形：在载荷作用下，观察试样的变形情况，使用测量仪器记录变形量。

4.卸载：卸载载荷后，观察试样的残余变形。

5.重复试验：为保证试验结果的可靠性和可比性，应进行多次试验，取平均值。

七、数据分析1.绘制应力-应变曲线：将载荷与变形量绘制成曲线，从而得到材料的应力-应变曲线。

2.计算剪切强度：从应力-应变曲线上读取剪切应力，并计算出剪切强度。

剪切强度一般取最大剪切应力值。

3.分析变形行为：观察试样在载荷作用下的变形过程，分析材料的变形机制和行为。

连接件铆钉连接销轴连接螺栓连接以铆钉为例，连接处的破坏可能性有三种：（1）铆钉在m-m 和n-n 处截面被剪断（2）铆钉和钢板在接触面上因挤压使连接松动（3）钢板在受铆钉削弱的截面处被拉断一、剪切和挤压的特点剪切面剪切受力特点：杆件受到两个大小相等、方向相反、作用线垂直。

与杆的轴线并且相互平行且相距很近的力的作用。

剪切变形特点：杆件沿两力之间的截面发生错动。

剪切面：//外力，发生错动的面。

挤压的受力特点：作用在接触表面上，作用范小，产生局部的弹塑变形，形成小接触面积。

但是传递的应力峰值很大（一般超过材料的屈服强度）挤压的变形特点：当挤压力超过一定限度时，连接件或被连接件在接触面附近产生明显的塑性变形，称为挤压破坏。

铆钉孔挤压变形示意图挤压面：丄外力，接触面二、连接件了能的两种破坏形式1、剪切破坏：沿剪切面发生错动。

过大，杆件将沿着剪如果剪力FQ切面被剪断发生剪切破坏。

为了使构件不发生剪切破坏，需要建立剪切强度条件。

PP2、挤压破坏：接触面间的相互压应力称为挤压破坏挤压压力过大会使接触面的局部区域发生塑性变形；使连接件被压扁或钉孔成为长圆形，造成连接松动，称为挤压破坏。

在有些情况下，构件在剪切破坏之前可能首先发生挤压破坏，所以需要建立挤压强度条件。

三、连接件的强度计算1、剪切的使用计算剪切力：//外力，错动处切应力公式：2、挤压的使用计算挤压应力公式：挤压面：丄外力，接触面四、连接件强度条件1、剪切强度条件剪切实用强度计算的关键是剪切面的确定有一个剪切面，称为"单剪”，剪切面积为圆的面积剪切面确定：有两个剪面，称为"双剪”，剪切面积为圆的面积剪切强度校核公式：双剪2、挤压强度条件有效挤压面的确定：挤压面积等于挤压面在垂直挤压力平面上的投影面积。

材料的四种基本变形材料是我们日常生活中不可或缺的东西，它们可以通过各种方式进行加工和变形，以满足不同的需求。

在工程技术领域，对材料进行变形是非常常见的操作，而材料的四种基本变形包括拉伸变形、压缩变形、剪切变形和扭转变形。

首先，拉伸变形是指材料在外部力的作用下，沿着其长度方向产生变形的现象。

这种变形方式常见于金属材料的加工过程中，比如拉伸试验就是一种常用的测试方法，用于评估材料的机械性能。

在拉伸变形的过程中，材料会逐渐变细，并最终断裂。

这种变形方式可以有效地改善材料的强度和韧性，使其更适合于各种工程应用。

其次，压缩变形是指材料在外部力的作用下，沿着其长度方向产生变形的现象。

这种变形方式常见于混凝土、陶瓷等材料的加工过程中。

在压缩变形的过程中，材料会逐渐变厚，并最终产生压碎或破裂的现象。

这种变形方式可以有效地改善材料的密实性和耐压性能，使其更适合于各种建筑和工程领域的应用。

第三，剪切变形是指材料在外部力的作用下，沿着其横向方向产生变形的现象。

这种变形方式常见于金属板材、塑料材料等的加工过程中。

在剪切变形的过程中，材料会产生剪切应力，使其逐渐变形并最终形成所需的形状。

这种变形方式可以有效地改善材料的刚性和弯曲性能，使其更适合于各种工程结构的制造。

最后，扭转变形是指材料在外部力的作用下，沿着其纵向方向产生扭转变形的现象。

这种变形方式常见于金属轴材、螺栓等零件的加工过程中。

在扭转变形的过程中，材料会产生扭转应力，使其逐渐变形并最终形成所需的螺旋形状。

这种变形方式可以有效地改善材料的扭转刚性和耐久性能，使其更适合于各种机械传动装置的制造。

综上所述，材料的四种基本变形在工程技术领域中具有非常重要的意义，它们可以通过不同的方式改善材料的性能，并满足各种不同的工程需求。

因此，对于工程技术人员来说，深入理解和掌握这些变形方式，对于材料的选择、加工和应用都具有重要的指导意义。

剪切平面应变
剪切平面应变是指在材料中的一个平面上发生的变形。

当外部作用力在某个方向上施加在一个物体上时，物体内部的原子或分子之间会发生相对滑动，导致物体产生剪切形变。

在这种情况下，可以通过剪切平面应变来描述材料的形变情况。

剪切平面应变通常用剪切应变（Shear Strain）来表示，记作γ。

剪切应变定义为剪切变形（shear deformation）与初始长度之比。

剪切应变可以通过剪切角（shear angle）或物体上两个相邻平面的相对位移来计算。

剪切应变的计算公式如下：
γ=剪切变形/初始长度
在物体上选择一个剪切平面，测量两个平面上某一点的相对位移，然后用这个相对位移除以初始长度，即可得到剪切应变。

对于平面内的剪切应变，通常使用切线理论（Tangent Theory）或剪切理论（Shear Theory）来描述，这些理论考虑了平面内的应变分布情况，对不同材料和加载条件有不同的适用性。

总的来说，剪切平面应变是描述在剪切加载下材料内部平面上的形变情况，是材料力学行为的重要参数之一。