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 (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]。 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： [ ]0.60.8[] 对脆性材料： [ ]0.81.0[] (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： 2sFF  销钉横 截面上的剪应力为： 33 215 1023.9MPa<[ ]2(20 10 )4sFA 故 销钉满 足 剪切强度要求 。 例5 -2 如图5-13 所示冲 床 ，Fmax=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 maxmax2=[ ]4FFdA 所以 3max644400 100.0343.4[ ]400 10Fdmcm  (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。 maxsbFFAdt 所以 3max26400 100.01041.043.4 10360 10bFtmcmd  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...