剪切计算常用材料强度.docx

资料

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2.剪切强度计算

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。

?s?F ?[?]

?

s

这里[τ]为许用剪应力，单价为Pa或MPa。

A (5-6)

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]。

[?]??0

n (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：

对脆性材料：

剪切实用计算

[?]?0.6 0.8[?]

[?]?0.8 1.0[?]

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：

F

F?

s 2

销钉横截面上的剪应力为：

故销钉满足剪切强度要求。

?? s

FA

F

15?103

? ?

2? (20?10?3)2

4

?23.9MPa[?]

例5-2如图5-13所示冲床，Fma=x400KN，冲头[σ]=400MPa，冲剪钢板的极限剪应力τb=360MPa。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d

?F

?

= max

A

所以

F

?d?

?d

2

4

?[?]

4F?[?]max4?400?10

4F

?[?]

max

4?400?103

??400?106

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。

sF??F ? ??

s

F

max

A ?dt b

所以

F 400?103

? ?t?

? ?

d

b

? ?0.0104m?1.04cm

??3.4?10?2?360?106

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：

FF?? N?4

F

F

?[?]

A ?d2

螺帽承受的剪应力小于等于许用剪应力值：

?F F

?

? s?

?[?]

A ?dh

当σ、τ同时分别达到[σ]、[τ]时．材料的利用最合理，既

F 4F

?0.6

所以可得

?dh ?d2

d:h?2.4

------=extPart_01C9B6CD.

第二节 冲压常用材料的化学成分和力学性能

—、黑色金属

二、有色金属

三、非金属

一、黑色金属

深拉深用冷轧钢板发化学成分和力学性能

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

C

Si

Mn

P

S

Ni

Cr

Cu

Al

08Al

≤0.08

≤0.03

0.35～

0.45

≤

0.020

≤

0.03

≤

0.01

≤

0.03

≤

0.15

0.02～0.07

08F

0.05～

0.11

≤0.03

0.25～

0.50

≤

0.040

≤

0.04

≤

0.25

≤

0.10

≤

0.25

—

08

0.05～

0.12

0.17～

0.37

0.35～

0.65

≤

0.035

≤

0.04

≤

0.25

≤

0.10

≤

0.25

—

10

0.07～

0.14

0.17～

0.37

0.35～

0.65

≤

0.035

≤

0.04

≤

0.25

≤

0.15

≤

0.25

—

15

0.12～

0.19

0.17～

0.37

0.35～

0.65

≤

0.040

≤

0.04

≤

0.25

≤

0.2