剪切計(jì)算及常用材料強(qiáng)度

2.剪切強(qiáng)度計(jì)算(1)剪切強(qiáng)度條件剪切強(qiáng)度條件就是使構(gòu)件的實(shí)際剪應(yīng)力不超過材料的許用剪應(yīng)力。 (5-6)這里[τ]為許用剪應(yīng)力，單價為Pa或MPa。由于剪應(yīng)力并非均勻分布，式(5-2)、(5-6)算出的只是剪切面上的平均剪應(yīng)力，所以在使用實(shí)驗(yàn)的方式建立強(qiáng)度條件時，應(yīng)使試件受力盡可能地接近實(shí)際聯(lián)接件的情況，以確定試樣失效時的極限載荷τ0，再除以安全系數(shù)n，得許用剪應(yīng)力[τ]。 (5-7)各種材料的剪切許用應(yīng)力應(yīng)盡量從相關(guān)規(guī)范中查取。一般來說，材料的剪切許用應(yīng)力[τ]與材料的許用拉應(yīng)力[σ]之間，存在如下關(guān)系：對塑性材料：對脆性材料：(2)剪切實(shí)用計(jì)算剪切計(jì)算相應(yīng)地也可分為強(qiáng)度校核、截面設(shè)計(jì)、確定許可載荷等三類問題，這里就不展開論述了。但在剪切計(jì)算中要正確判斷剪切面積，在鉚釘聯(lián)接中還要正確判斷單剪切和雙剪切。下面通過幾個簡單的例題來說明。例5-1圖5-12(a)所示電瓶車掛鉤中的銷釘材料為20號鋼，[τ]＝30MPa，直徑d=20mm。掛鉤及被連接板件的厚度分別為t＝8mm和t1＝12mm。牽引力F=15kN。試校核銷釘?shù)募羟袕?qiáng)度。圖5-12電瓶車掛鉤及其銷釘受力分析示意圖解：銷釘受力如圖5-12(b)所示。根據(jù)受力情況，銷釘中段相對于上、下兩段沿m-m和n-n兩個面向左錯動。所以有兩個剪切面，是一個雙剪切問題。由平衡方程容易求出：銷釘橫截面上的剪應(yīng)力為：故銷釘滿足剪切強(qiáng)度要求。例5-2如圖5-13所示沖床，F(xiàn)max=400KN，沖頭[σ]=400MPa，沖剪鋼板的極限剪應(yīng)力τb=360MPa。試設(shè)計(jì)沖頭的最小直徑及鋼板最大厚度。圖5-13沖床沖剪鋼板及沖剪部分受力示意圖解：(1)按沖頭壓縮強(qiáng)度計(jì)算d所以(2)按鋼板剪切強(qiáng)度計(jì)算t鋼板的剪切面是直徑為d高為t的柱表面。所以例5-3如圖5-14所示螺釘受軸向拉力F作用，已知[τ]=0.6[σ]，求其d：h的合理比值。圖5-14螺釘受軸向拉力示意圖解：螺桿承受的拉應(yīng)力小于等于許用應(yīng)力值：螺帽承受的剪應(yīng)力小于等于許用剪應(yīng)力值：當(dāng)σ、τ同時分別達(dá)到[σ]、[τ]時．材料的利用最合理，既所以可得=600000/（3.14*260*5）＜0.6*235=600000/4082＜141MPa