剪切计算及常用材料强度..
工程力学剪切强度计算公式
工程力学剪切强度计算公式工程力学是研究物体在外力作用下的运动和静止状态的学科，是工程学的基础课程之一。
在工程力学中，剪切强度是一个重要的参数，它用来描述材料抵抗剪切力的能力。
剪切强度的计算公式是工程力学中的重要内容之一，下面我们将介绍剪切强度的计算公式及其应用。
剪切强度是材料抵抗剪切应力的能力。
在材料科学中，剪切强度通常用τ表示，单位为帕斯卡（Pa）。
剪切强度的计算公式可以根据不同的材料和结构形式而有所不同，下面我们将介绍几种常见的剪切强度计算公式。
1. 金属材料的剪切强度计算公式。
对于金属材料来说，剪切强度的计算公式可以通过材料的抗拉强度和材料的屈服强度来计算。
一般来说，金属材料的抗拉强度和屈服强度之间存在一定的关系，可以通过材料的拉伸试验来确定。
假设材料的抗拉强度为σ，屈服强度为σy，则金属材料的剪切强度τ可以通过以下公式来计算：τ = 0.5 σ。
这个公式是根据材料的本构关系和材料的力学性能来确定的，可以通过实验来验证和修正。
2. 混凝土材料的剪切强度计算公式。
对于混凝土材料来说，剪切强度的计算公式可以通过混凝土的抗压强度来计算。
混凝土的抗压强度是通过混凝土的压缩试验来确定的，一般来说，混凝土的抗压强度和剪切强度之间存在一定的关系。
假设混凝土的抗压强度为f_c，则混凝土材料的剪切强度τ可以通过以下公式来计算：τ = 0.2 f_c。
这个公式是根据混凝土的本构关系和混凝土的力学性能来确定的，可以通过实验来验证和修正。
3. 塑料材料的剪切强度计算公式。
对于塑料材料来说，剪切强度的计算公式可以通过材料的抗拉强度和材料的屈服强度来计算。
一般来说，塑料材料的抗拉强度和屈服强度之间存在一定的关系，可以通过材料的拉伸试验来确定。
假设材料的抗拉强度为σ，屈服强度为σy，则塑料材料的剪切强度τ可以通过以下公式来计算：τ = 0.4 σ。
这个公式是根据塑料材料的本构关系和塑料材料的力学性能来确定的，可以通过实验来验证和修正。
剪切及挤压强度计算实例
剪切及挤压强度计算实例三、强度计算实例：例1、图所示结构采用键联接，键长度l=35mm ，宽度b=5mm ，高度h=5mm ，其余尺寸如图所示，键材料许用剪应力[τ]=100Mpa ，许用挤压应力[σbs ]=220Mpa ，键与所联构件材料相同，确定手柄上最大压力P 的值。
解：本题中键的变形为剪切与挤压变形，与键相联的另二个构件（轴与手柄）受挤压作用，因三者材料相同，仅对键进行强度计算。
1、受力分析：由图a 可知M=600P由图b 可知M=10Q ，即Q=60P2、进行强度计算：键剪切面积A=lb=5x35mm ，挤压面积A=2.5x35mm 。
由剪切强度条件：MPa P lb Q A Q 100][53560=≤⨯===ττ得P ≤292N由挤压强度条件：MPa P h l P A P bs bs bs bs 220][5.235602/60=≤⨯=⋅==σσ得P ≤321N故取P ≤292N 。
例2、图所示钢板冲孔，冲床最大冲力P=400KN ，冲头材料的许用应力[σ]=440Mpa ，钢板剪切强度极限τ=360Mpa ，试确定：1、该冲床能冲剪切的最小孔径。
2、该冲床能冲剪切的钢板的最大厚度δ。
解：1、冲头直径过大，则冲头压缩产生的正应力过大，不能保证正常工作。
由其强度条件：MPa d A N 440][41040023=≤⨯==σπσ得d ≥34mm ，此为冲头最小直径。
2、冲头冲孔时，钢板受剪切，剪切面为圆柱面，如图所示，剪切面积A=πd δ，剪力Q=P ，由冲孔强度条件：MPa A Q b 36034104003=≥⨯⨯==τδπτδ≤10.4mm如δ超过此值，则冲孔的剪切应力小于钢板强度极限，达不到冲孔条件。
剪切计算及常用材料强度
剪切计算及常用材料强度剪切计算是在工程设计和结构分析中经常使用的一种计算方法，用于确定材料在受受力时可能发生的剪切破坏。
在这篇文章中，我们将介绍剪切计算的基本原理和常用的材料强度。
剪切计算的基本原理是根据达西定律，即切线剪切应力与切线剪切应变成正比的关系。
剪切应力是指作用在材料上的力在剪切面上的分布情况，剪切应变是指材料在受到剪切力作用时发生的形变。
剪切计算可以通过计算剪切应力和材料强度的比较来确定材料的剪切破坏情况。
常用的材料强度包括屈服强度、抗拉强度和抗剪强度。
屈服强度是指材料在受到一定应力作用时发生塑性变形的临界值。
抗拉强度是指材料在受到拉伸力作用时抵抗破坏的能力。
抗剪强度是指材料在受到剪切力作用时抵抗破坏的能力。
剪切计算中常用的材料强度包括剪切屈服强度和剪切抗拉强度。
剪切屈服强度是指材料在受到剪切力作用时发生塑性变形的临界值，在剪切计算中经常使用。
剪切抗拉强度是指材料在受到剪切力作用时抵抗破坏的能力，在剪切计算中也经常使用。
剪切计算的具体步骤如下：1.确定受力区域：首先需要确定材料中受力的区域，即产生剪切力的区域。
2.计算剪切应力：根据受力区域的几何形状和受力的大小，可以计算得到剪切应力的值。
3.比较剪切应力和材料强度：将计算得到的剪切应力与材料的剪切屈服强度或剪切抗拉强度进行比较，以确定材料是否会发生剪切破坏。
剪切计算是工程设计和结构分析中的重要环节，可以帮助工程师确定材料的使用范围和优化结构设计。
在进行剪切计算时，需要根据具体的材料特性和受力情况选择合适的材料强度指标，并结合实际工程要求进行分析和评估。
常用的材料强度取决于材料的种类和制造工艺，不同类型的材料具有不同的强度特性。
一般来说，金属材料具有较高的抗拉强度和抗剪强度，而非金属材料一般具有较低的强度。
在选择材料和进行剪切计算时，需要对具体材料的特性有一定的了解，以便进行准确的计算和分析。
总之，剪切计算是一种常用的工程计算方法，用于确定材料在受到剪切力作用时可能发生的破坏情况。
材料强度计算公式
材料强度计算公式以材料强度计算公式为标题，我们将探讨材料强度计算的方法和应用。
材料强度是指材料在受力下的抗变形或破坏能力。
在工程设计和材料选择过程中，了解材料的强度是至关重要的。
材料强度计算公式是通过数学模型和实验数据建立的，可以用来预测材料在不同条件下的强度表现。
这些公式通常基于材料的物理性质、力学性能和应力分析等因素。
在材料强度计算中，常用的公式包括拉伸强度、屈服强度、压缩强度和剪切强度等。
下面我们将逐个介绍这些公式的计算方法和应用。
1. 拉伸强度计算公式:拉伸强度是材料在拉伸过程中所能承受的最大应力。
一般情况下，拉伸强度等于断裂强度。
拉伸强度计算公式可以表示为:拉伸强度 = 断裂强度 = F/A其中，F是材料所承受的拉伸力，A是材料的横截面积。
2. 屈服强度计算公式:屈服强度是材料在受力过程中开始变形的临界点。
屈服强度计算公式可以表示为:屈服强度 = F/A其中，F是材料所承受的屈服力，A是材料的横截面积。
3. 压缩强度计算公式:压缩强度是材料在受力过程中抵抗压缩应力的能力。
压缩强度计算公式可以表示为:压缩强度 = F/A其中，F是材料所承受的压缩力，A是材料的横截面积。
4. 剪切强度计算公式:剪切强度是材料在受剪切力作用下的抵抗能力。
剪切强度计算公式可以表示为:剪切强度 = F/A其中，F是材料所承受的剪切力，A是材料所受剪切力的横截面积。
以上是常见的材料强度计算公式，它们在工程设计和材料选择过程中具有重要的应用价值。
通过这些公式，工程师可以预测材料在不同受力条件下的强度表现，从而选择合适的材料来满足设计要求。
需要注意的是，材料强度计算公式只是一种理论模型，实际应用时还需考虑其他因素，如材料的工艺处理、温度、湿度等。
此外，不同材料的强度计算方法也会有所差异，需要根据具体材料的特性进行选择和应用。
总结起来，材料强度计算公式是工程设计和材料选择过程中的重要工具。
通过这些公式，我们可以预测材料在不同受力条件下的强度表现，从而选择合适的材料来满足设计要求。
剪切强度(mpa)
剪切强度的概念、计算方法和应用剪切强度是一个工程学名词，用来描述物质在承受剪切力时的抗破坏能力。
剪切力是两个平行且方向相反的力，当用剪刀剪纸张时，纸张就是因为剪切力而剪开。
不同的材料有不同的剪切强度，这决定了它们在结构设计和制造中的适用性和安全性。
本文将从以下几个方面介绍剪切强度的概念、计算方法和应用：一、剪切强度的定义根据不同的测试方法和条件，剪切强度有不同的定义。
一般来说，剪切强度可以分为以下几种：单轴剪切强度：指在单轴加载下，单位粘接面所能承受的最大剪切力。
其单位通常用兆帕（MPa）表示。
例如，粘接强度是指粘接件破坏时的单轴剪切强度。
双轴剪切强度：指在双轴加载下，单位粘接面所能承受的最大剪切力。
其单位也用兆帕（MPa）表示。
例如，钢筋混凝土梁中的肋筋可以增加梁的双轴剪切强度。
极限剪切强度：指材料在承受剪切力时出现降伏或结构失效时的最大剪切应力。
其单位也用兆帕（MPa）表示。
极限剪切强度与材料的抗拉强度和降伏强度有一定的关系，具体见下表。
材料极限抗拉强度（UTS）极限剪切强度（USS）抗拉降伏强度（TYS）剪切降伏强度（SYS）钢UTS0.75*UTS TYS0.58*TYS球墨铸铁UTS0.9*UTS TYS0.75*TYS展性铸铁UTS UTS--锻铁UTS0.83*UTS--铸铁UTS 1.3*UTS--铝和铝合金UTS0.65*UTS TYS0.55*TYS二、剪切强度的计算方法要计算材料或结构件的剪切强度，需要知道以下几个参数：失效力：指导致材料或结构件破坏的外力大小。
例如，用剪刀剪纸张时，失效力就是剪刀对纸张施加的力。
抵抗面积：指承受失效力的截面积。
例如，用剪刀剪纸张时，抵抗面积就是纸张被剪开的边缘长度乘以纸张的厚度。
剪切应力：指单位抵抗面积上的剪切力。
其计算公式为：τ=F A其中，τ是剪切应力，F是失效力，A是抵抗面积。
剪切应变：指单位长度上的剪切位移。
其计算公式为：γ=Δx L其中，γ是剪切应变，Δx是剪切位移，L是原始长度。
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。
[]sF A 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 cmπσπ⨯⨯≥===⨯⨯(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。
剪切计算常用材料强度
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。
[]sF A 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 FF =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0.034 3.4d m cm ≥===(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。
剪切及挤压强度计算实例
剪切及挤压强度计算实例剪切强度是指材料在受剪切力作用下的抵抗能力。
剪切强度可以通过剪切强度公式计算得出。
常见的剪切强度公式如下：剪切强度=剪切应力*剪切面积其中，剪切应力是指单位面积上受到的剪切力，剪切面积是受力材料的面积。
下面我们以一个具体的实例来说明剪切强度的计算方法。
假设有一块正方形的金属板，边长为10 cm。
现在我们要计算该金属板受到的剪切力下的剪切强度。
假设金属板受到的剪切力为500 N。
首先，我们需要计算金属板的剪切面积。
由于金属板是正方形，所以剪切面积就是金属板的面积。
金属板的面积可以用边长的平方来计算，即：剪切面积 = 10 cm * 10 cm = 100 cm^2接下来，我们可以将已知的数据代入剪切强度公式中，计算得出剪切强度：剪切强度 = 500 N / 100 cm^2 = 5 N/cm^2所以，该金属板受到的剪切力下的剪切强度为5 N/cm^2接下来，我们将介绍挤压强度的计算方法。
挤压强度是指材料在受挤压力作用下的抵抗能力。
挤压强度可以通过挤压强度公式计算得出。
常见的挤压强度公式如下：挤压强度=挤压应力*挤压面积其中，挤压应力是指单位面积上受到的挤压力，挤压面积是受力材料的面积。
下面我们以一个具体的实例来说明挤压强度的计算方法。
假设有一根长为15 cm，直径为2 cm的圆形金属柱。
现在我们要计算该金属柱受到的挤压力下的挤压强度。
假设金属柱受到的挤压力为600 N。
首先，我们需要计算金属柱的挤压面积。
由于金属柱是圆形，所以挤压面积就是金属柱的横截面积。
金属柱的横截面积可以通过圆的面积公式来计算，即：挤压面积= π * (半径^2) = 3.14 * (1 cm^2) ≈ 3.14 cm^2接下来，我们可以将已知的数据代入挤压强度公式中，计算得出挤压强度：挤压强度= 600 N / 3.14 cm^2 ≈ 191.08 N/cm^2所以，该金属柱受到的挤压力下的挤压强度为191.08 N/cm^2通过以上实例，我们可以看到剪切强度和挤压强度的计算方法都比较简单，只需要将已知的数据代入相应的公式中即可。
剪切力的计算方法-剪力强度公式
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（m-n面）发生相对错动（图 3-1b）。
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m-n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F Q （图3-1c）的作用。
F Q称为剪力，根据平衡方程Y =0，可求得F Q =F。
剪切破坏时，构件将沿剪切面（如图 3-la 所示的m-n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F b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。
材料力学-第三章-剪切实用计算(上交)
FQ A
材料力学
剪切实用计算
剪切强度条件：
FQ A
[ ]
名义许用剪应力
可解决三类问题： 1、选择截面尺寸; 2、确定最大许可载荷， 3、强度校核。
材料力学
在假定的前提下进行 实物或模型实验，确 定许用应力。
[例3.1 ] 图示装置常用来确定胶接处的抗剪强度，如已知 破坏时的荷载为10kN，试求胶接处的极限剪（切）应力。 F F
F / 2n [ j ] 1 A d 2 4
2F n 3 . 98 2 d [ j ]
FQ
（2）铆钉的挤压计算
jy
Fb F /n [ A jy t1 d
]
jy
]
F n t1 d [
材料力学
3 . 72
jy
剪切实用计算
因此取 n=4. I F/n F/n F/n F F/n
R
R0
t
1 t R0 10 为薄壁圆筒
材料力学
材料力学
（1）
C D A B C D
A B
横截面上存在剪应力
材料力学
纯剪切的概念
（2）其他变形现象：圆周线之间的距离保持不变，仍为圆形， 绕轴线产生相对转动。 横截面上不存在正应力，且横截面上的剪应力的 方向是沿着圆周的切线方向，并设沿壁厚方向是 均匀分布的。 T
h d F d
剪切面
h
解
FN 4 F A d 2 F Q F AQ dh
当 ， 分别达到 [] ， [] 时， 材料的利用最合理
材料力学
F 4F 0 .6 2 得 d : h 2 .4 dh d
切应力τ的计算公式剪切强度条件挤压强度条件
切应力τ的计算公式剪切强度条件挤压强度条件
切应力τ是描述材料内部剪切力作用下产生的单位面积上的应力。
它可以用来衡量材料承受剪切负载的能力。
下面将介绍一些常用的切应力
计算公式以及剪切强度条件和挤压强度条件。
1.切应力计算公式：
在一般情况下，切应力τ可以根据以下公式进行计算：
τ=F/A
其中，τ为切应力，F为作用在材料上的剪切力，A为剪切面积。
2.剪切强度条件：
剪切强度是指材料能够承受的最大切应力。
剪切强度条件可以通过以
下公式表示：
τ<τ_s
其中，τ为切应力，τ_s为材料的剪切强度。
当切应力小于剪切强
度时，材料是稳定的，不会发生破坏。
3.挤压强度条件：
挤压强度是指材料在挤压过程中能够承受的最大应力。
挤压强度条件
可以通过以下公式表示：
σ<σ_c
其中，σ为应力，σ_c为材料的挤压强度。
当应力小于挤压强度时，材料是稳定的，不会发生破坏。
需要注意的是，切应力计算公式、剪切强度条件和挤压强度条件并不
是所有材料都适用，不同材料可能有不同的计算公式和强度条件。
此外，
对于复合材料和非均质材料，切应力计算和强度条件的确定可能更加复杂。
总结起来，切应力的计算公式可以使用τ=F/A进行计算。
而切应力
的强度条件根据具体情况可以使用剪切强度条件：τ<τ_s或者挤压强度
条件：σ<σ_c进行判断。
在设计结构或选择材料时，需要根据具体要求
和实际情况来确定切应力和强度条件的数值。
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。
[]sF A 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 cmπσπ⨯⨯≥===⨯⨯(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。
剪切计算及常用材料强度
剪切计算及常用材料强度剪切是指将物体的一部分相对于其它部分移动而使其变形的力学过程。
剪切力会产生剪切应力，从而导致材料的剪切变形或破坏。
本文将介绍剪切计算的基本公式和常用材料的强度。
剪切计算基本公式：在剪切力作用下，物体的剪切应变ε和剪切应力τ之间的关系可以用下面的公式表示：τ=G*γ其中，τ为剪切应力，G为材料的剪切模量，γ为剪切应变。
根据拉伸和剪切应变之间的关系，可以得到以下剪切应力和剪切应变之间的关系：τ=F/Aγ=δ/h其中，F为剪切力，A为受力面积，δ为剪切位移，h为受力面的厚度。
常用材料的强度：1.钢材：钢材是最常用的结构材料之一，具有较高的抗剪切强度和刚性。
不同类型的钢材具有不同的强度，一般来说，普通碳素钢的剪切强度约为杨氏模量的0.6倍。
2.铝合金：铝合金具有较高的比强度和比刚度，但其抗剪切强度相对较低。
一般来说，铝合金的剪切强度约为杨氏模量的0.3倍。
3.铜材：铜材具有较高的导热性和导电性，但其抗剪切强度相对较低。
铜材的剪切强度约为杨氏模量的0.3倍。
4.塑料：塑料是一类具有可塑性和可形成性的材料，其抗剪切强度较低。
一般来说，塑料的剪切强度约为杨氏模量的0.1倍。
需要注意的是，剪切强度是材料的物理性质，与具体的材料品种和制造工艺有关。
不同材料的强度参数可能存在较大的差异，因此在实际工程设计中需根据具体材料的强度参数进行计算。
总结：剪切计算是工程设计中一个重要的力学问题，需要根据材料的剪切模量和受力面积等参数，采用剪切公式进行计算。
常用材料如钢材、铝合金、铜材和塑料，在剪切强度上存在较大的差异。
工程师在设计中应根据具体材料的强度参数，合理选择材料并进行剪切力的计算和分析，以确保结构的安全性。
常用材料抗剪强度
常用材料抗剪强度常用材料的抗剪强度是指材料在受到剪切应力作用下能够抵抗断裂的能力。
它是衡量材料抵抗剪切力的重要指标之一、下面将介绍一些常见材料的抗剪强度。
1.钢：钢是一种常见的工程结构材料，具有较高的抗剪强度。
不同类型的钢具有不同的抗剪强度，一般来说，普通碳素钢的抗剪强度在300-600MPa之间，高强度钢的抗剪强度可达到600-900MPa。
2.铝合金：铝合金是一种轻质材料，具有优良的抗剪强度。
一般常用的铝合金抗剪强度在120-320MPa之间，而高强度铝合金的抗剪强度可达到320-550MPa。
3.铜：铜是一种良好的导电和导热材料，也具有较高的抗剪强度。
一般来说，纯铜的抗剪强度在200-250MPa之间，而黄铜的抗剪强度在150-200MPa之间。
4.塑料：塑料是一种轻便、易塑性和成本较低的材料，但其抗剪强度相对较低。
一般来说，普通高分子塑料的抗剪强度在30-80MPa之间。
5.混凝土：混凝土是一种常用的建筑材料，具有优良的抗压和抗剪强度。
一般来说，普通混凝土的抗剪强度在1-5MPa之间，而高性能混凝土的抗剪强度可达到5-10MPa以上。
6.木材：木材是一种天然的建筑材料，具有较好的抗压和抗剪强度。
一般来说，软木的抗剪强度在1-2MPa之间，而硬木的抗剪强度可达到2-3MPa以上。
需要注意的是，以上介绍的抗剪强度仅为一般数值范围，实际数值可能因具体材料成分、处理方式、加工工艺等因素而有所差异。
此外，不同材料的抗剪强度还可能受其他力学性能指标的制约，如抗拉强度、硬度等。
因此，在具体工程中选择合适的材料时，需要综合考虑各种因素，以满足实际需求。
剪切强度单位换算
剪切强度单位换算1. 引言剪切强度是在材料科学中常用的一个重要概念，用于描述材料在受到剪切力作用下的抵抗能力。
它是材料剪切应力与剪切变形之间的比例关系。
在工程设计和实际应用中，我们经常需要对剪切强度进行单位换算，以便比较和分析不同材料的性能。
本文将介绍剪切强度的定义、常用的单位和换算公式，以及一些常见材料的剪切强度数值和单位换算的具体实例。
2. 剪切强度的定义剪切强度是指材料在受到剪切应力作用下的最大强度。
剪切应力是由垂直于切面的剪切力引起的应力，通常用希腊字母τ表示。
剪切变形是指材料在受到剪切应力作用下产生的变形，通常用切变角度或切变率来表示。
剪切强度可以用来评估材料的抗剪切能力，常用于材料的选择和设计。
3. 剪切强度的常用单位剪切强度的单位可以是压力单位或力单位除以面积单位。
常见的压力单位有帕斯卡（Pa）、兆帕（MPa）和牛顿/平方毫米（N/mm²）；常见的力单位有牛顿（N）和千牛（kN）；常见的面积单位有平方米（m²）和平方毫米（mm²）。
4. 剪切强度单位换算公式剪切强度的单位换算公式根据单位制的转换关系来确定。
以下是一些常用的剪切强度单位换算公式： - 1 Pa = 1 N/m² - 1 MPa = 1 N/mm² - 1 kN/mm² = 1 MPa利用这些单位换算公式，我们可以将剪切强度从一种单位转换为另一种单位。
5. 常见材料的剪切强度和单位换算实例下面是一些常见材料的剪切强度数值和单位换算实例：材料剪切强度（MPa）剪切强度（N/mm²）剪切强度（Pa）材料剪切强度（MPa）剪切强度（N/mm²）剪切强度（Pa）钢铁400 0.4 400000铝合金250 0.25 250000铜230 0.23 230000玻璃纤维70 0.07 70000聚乙烯10 0.01 10000通过以上表格，我们可以看到不同材料的剪切强度在不同单位下的数值。
剪切力的计算方法剪力强度公式
第3章 剪切与挤压的实用计算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就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,都就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、弯曲与拉伸等作用。
在图3-1中没有完全给出构件所受的外力与剪切面上的全部内力,而只就是给出了主要的受力与内力。
实际受力与变形比较复杂,因而对这类构件的工作应力进行理论上的精确分析就是困难的。
工程中对这类构件的强度计算,一般采用在试验与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 剪切与挤压的强度计算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,这就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。
剪切计算公式
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。
[]sF A 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。
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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。
[]sF A 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： 对脆性材料： (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：销钉横截面上的剪应力为：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d所以(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。
所以例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：螺帽承受的剪应力小于等于许用剪应力值：当σ、τ同时分别达到[σ]、[τ]时．材料的利用最合理，既所以可得------=extPart_01C9B6CD.第二节? 冲压常用材料的化学成分和力学性能一、黑色金属?1.深拉深用冷轧钢板发化学成分和力学性能1）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）钢板化学成分（质量分数 %）C Si Mn P S Ni Cr Cu Al08Al ≤0.08 ≤0.03 0.35～0.45≤0.020≤0.03≤0.01≤0.03≤0.150.02～0.0708F 0.05～0.11≤0.030.25～0.50≤0.040≤0.04≤0.25≤0.10≤0.25—08 0.05～0.120.17～0.370.35～0.65≤0.035≤0.04≤0.25≤0.10≤0.25—10 0.07～0.140.17～0.370.35～0.65≤0.035≤0.04≤0.25≤0.15≤0.25—15 0.12～0.190.17～0.370.35～0.65≤0.040≤0.04≤0.25≤0.25≤0.25—20 0.17～0.240.17～0.370.35～0.65≤0.040≤0.04≤0.25≤0.25≤0.25—（2）影响钢板冲压性能的主要因素? 化学成分、金属组织、力学性能和表面质量等均影响冲压性能在上述钢号中用量最大的是08钢，并有沸腾钢与镇静钢之分，沸腾钢08F价廉，表面质量好，但偏析比较严重，且有“应变时效”倾向，对于冲压性能要求高，外观要求严格的零件不适合。
08Al镇静钢板价格较高，但性能均匀，“应变时效”倾向小，适用于汽车、拖拉机覆盖件的拉深。
1）08钢中主要元素对冲压性能的影响（表8—45）表8—45? 主要元素对08钢冲压性能的影响2）深拉深冷轧薄板铁素体晶粒度的标准（表8—46）表8—46? 深拉深冷轧薄钢板铁素体晶粒级别1)铝镇静钢08Al按其拉深质量分为三级：ZF—拉深最复杂零件；HF—拉深很复杂零件；F—拉深复杂零件2)其他深冲薄钢板（包括热轧板）按冲压性能分级为：Z—最伸拉深件；S—深拉深件；P—普通拉深件3)深拉深冷轧薄钢板的力学性能（表8—47）表8—47? 深拉深冷轧薄钢板的力学性能（GB/T5213—1985和GB/T710—1991）4)深拉深冷轧薄钢板的杯突试验冲压深度（表8—48）表8—48? 深拉深冷轧薄钢板的杯突试验冲压深度（GB/T5213—1985和GB/T710—1991）2.常用材料的力学性能（1）黑色金属材料的力学性能（表8—49）表8—49? 黑色金属材料的力学性能2Cr13 320~400 400~500 20 450 210000 3Cr13 400~480 500~600 18 480 210000 4Cr13 400~480 500~600 15 500 2100001Cr18Ni19 2Cr18Ni19经过热处理的460~520 580~640 35 200 200000 已碾压冷作硬化的800~880 1000~1100 38 220 2000001Cr18Ni9Ti 热处理退软的430~550 540~700 40 200 200000 ?（2）钢在加热时的抗剪强度（表8—50）表8—50? 钢在加热状态的抗剪强度??（单位：MPa）(3) 普通碳素钢冷弯实验指标（8-51）表8—51? 普通碳素钢冷弯试验指标?? （GB700—1988）牌号试样方向冷弯试验B=2a180°备注钢材厚度或直径/mm≤60 >60～100 >100～200弯心直径dQ195 纵0——?? 各牌号A级钢的冷弯试验，在需方有要求时才进行?? 冷弯试验合格时，抗拉强度上限可以不作交货条件横0.5aQ215 纵0.5a 1.5a 2a 横 a 2a 2.5aQ235 纵 a 2a 2.5a 横 1.5a 2.5a 3aQ255 2a 3a 3.5a Q275 3a 4a 4.5a注：B—试样宽度二、有色金属?有色金属的力学性能（表8—52）表8—52? 有色金属的力学性能钼—已退火20～30 1400 20～25 385 280000未退火32～34 1600 2～5 595 300000三、非金属?（1）非金属材料的极限抗剪强度（表8—53）表8—53? 非金属材料的极限抗剪强度???（单位：MPa）材料名称极限抗剪强度τ管状凸模裁切普通凸模冲裁纸胶板布胶板玻璃布胶板金属箔的玻璃布胶板金属箔的纸胶板环氧酚醛玻璃布板工业橡胶板石棉橡胶人造橡胶，硬橡胶层压纸板层压布板绝缘纸板厚纸板软钢纸板有机玻璃聚氯乙烯氯乙烯赛璐咯皮革工业用皮革工业用毛毡桦木胶合板漆布、绝缘漆布云母人造云母硬钢纸板100～13090～100120～140130～150110～130180～2101～64040～70100～13090～10040～7030～4020～4070～8060～8030～4040～606～8—4～51030～6050～80120～15030～50140～200120～180160～185160～220140～200210～24020～80——140～200120～18060～10040～8020～3090～100100～1305080～10030～5045～55———60～100140～18040～45（2）非金属材料加热时的抗剪强度（表8—54）表8—54? 非金属材料加热时的抗剪强度注：表列抗剪强度用于普通凸模冲裁时的计算值。
=600000/（3.14*260*5）＜0.6*235=600000/4082 ＜141MPa=146MPa 大于了许用剪切力，不合理。