剪切計算及常用材料強度..

1、無 2.剪切強度計算剪切強度計算 (1) 剪切強度條件 剪切強度條件就是使構件的實際剪應力不超過材料的許用剪應力。 sFA (5-6) 這里為許用剪應力，單價為 Pa 或 MPa。 由于剪應力并非均勻分布，式(5-2)、(5-6)算出的只是剪切面上的平均剪應力，所以在使用實驗的方式建立強度條件時，應使試件受力盡可能地接近實際聯(lián)接件的情況，以確定試樣失效時的極限載荷 0，再除以安全系數(shù) n，得許用剪應力。 0 n (5-7) 各種材料的剪切許用應力應盡量從相關規(guī)范中查取。 一般來說，材料的剪切許用應力與材料的許用拉應力之間，存在如下關系： 對塑性材料： 0.60.8 對脆性材料： 0.81.0

2、(2) 剪切實用計算 剪切計算相應地也可分為強度校核、截面設計、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。 例例 5-1 圖 5-12(a)所示電瓶車掛鉤中的銷釘材料為 20 號鋼，30MPa，直徑 d=20mm。掛鉤及被連接板件的厚度分別為 t8mm和 t112mm。牽引力 F=15kN。試校核銷釘?shù)募羟袕姸取?圖 5-12 電瓶車掛鉤及其銷釘受力分析示意圖 解：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，

3、是一個雙剪切問題。由平衡方程容易求出： 2sFF 銷釘橫截面上的剪應力為： 33 215 1023.9MPa1.2 1.2 0.025 DT1 DT2 DT3 已退火的 180 230 26 電工硅鋼 D11、D12 D21、D31 D32、D370 D310340 S4148 已退火的 190 230 26 普通碳素鋼 Q195 未經退火的 260320 315390 2833 195 Q215 270340 335410 2631 215 Q235 310380 375460 2126 235 Q255 340420 410510 1924 255 Q275 400500 490610 1

4、520 275 碳素工具鋼 08F 已退火的 220310 280390 32 180 10F 260360 330450 32 200 190000 15F 220340 280420 30 190 08 260340 300440 29 210 198000 10 250370 320460 28 15 270380 340480 26 280 202000 20 280400 360510 35 250 21000 25 320440 400550 34 280 202000 無 30 360480 450600 22 300 201000 35 400520 500650 20 320

5、 201000 40 420540 520670 18 340 213500 45 440560 550700 16 360 204000 50 已正火的 440580 550730 14 380 220000 55 550 670 43 390 60 550 700 12 410 208000 65 600 730 10 420 70 600 760 9 430 210000 碳素工具鋼 T7T12 T7AT12A 已退火的 600 750 10 T8A 冷作硬化的 600950 7501200 優(yōu)質碳素鋼 10Mn 已退火的 320460 400580 22 230 211000 65Mn

6、 600 750 12 400 21000 合金結構鋼 25CrMnSiA 25CrMnSi 已低溫退火的 400560 500700 18 950 30CrMnSiA 30CrMnSi 4406000 550750 16 1450 850 優(yōu)質彈簧鋼 60Si2Mn 60Si2MnA 65SiWA 已低溫退火的 720 900 10 1200 200000 冷作硬化的 640960 8001200 10 1400 1600 不銹鋼 1Cr13 已退火的 320380 400470 21 420 210000 2Cr13 320400 400500 20 450 210000 3Cr13 40

7、0480 500600 18 480 210000 4Cr13 400480 500600 15 500 210000 1Cr18Ni19 2Cr18Ni19 經過熱處理的 460520 580640 35 200 200000 已碾壓冷作硬化的 800880 10001100 38 220 200000 1Cr18Ni9Ti 熱處理退軟的 430550 540700 40 200 200000 （2）鋼在加熱時的抗剪強度（表 850） 表 850 鋼在加熱狀態(tài)的抗剪強度 （單位：MPa） (3) 普通碳素鋼冷彎實驗指標（8-51） 表 851 普通碳素鋼冷彎試驗指標 （GB7001988）

8、無 牌號 試樣方向 冷彎試驗B=2a180 備注 鋼材厚度或直徑/mm 60 60100 100200 彎心直徑d Q195 縱 0 各牌號 A 級鋼的冷彎試驗，在需方有要求時才進行 冷彎試驗合格時，抗拉強度上限可以不作交貨條件 橫 0.5a Q215 縱 0.5a 1.5a 2a 橫 a 2a 2.5a Q235 縱 a 2a 2.5a 橫 1.5a 2.5a 3a Q255 2a 3a 3.5a Q275 3a 4a 4.5a 注：B試樣寬度 二、有色金屬 有色金屬的力學性能（表 852） 表 852 有色金屬的力學性能 材料名稱 牌 號 材料狀態(tài) 抗剪強度/MPa 抗拉強度 /MPa 伸

9、長率 /(%) 屈服點 /MPa 彈性模量E/MPa 鋁 1070A,1050A 1200 已退火 80 75110 25 5080 72000 冷作硬化 100 120150 4 120240 鋁錳合金 3A21 已退火 70100 110145 19 50 71000 半冷作硬化 100140 155200 13 130 鋁鎂合金 鋁鎂銅合金 SA02 已退火 130160 180230 100 70000 半冷作硬化 160200 230280 210 高強度鋁鎂銅合金 7A04 已退火 170 250 淬硬并經人工時效 350 500 460 70000 鎂錳合金 MB1 MB8 已退

10、火 120140 170190 35 98 43600 已退火 170190 220230 1224 140 40000 冷作硬化 190200 240250 810 160 硬鋁 2Al12 已退火 105150 150215 12 淬硬并經自然時效 280310 400440 15 368 72000 淬硬后冷作硬化 280320 400460 10 340 純銅 T1、T2、T3 軟 160 200 30 70 108000 無 硬 240 300 3 380 130000 黃銅 H62 軟 260 300 35 380 100000 半硬 300 380 20 200 硬 420 42

11、0 10 480 黃銅 H68 軟 240 300 40 100 110000 半硬 280 350 25 硬 400 400 15 250 115000 鉛黃銅 HPb59-1 軟 300 350 25 142 93000 硬 400 450 5 420 105000 錳黃銅 HMn58-2 軟 340 390 25 170 100000 半硬 400 450 15 硬 520 600 5 錫磷青銅 錫鋅青銅 QSn4-4-2.5 QSn4-3 軟 260 300 38 140 100000 硬 480 550 35 特硬 500 650 12 546 124000 鋁青銅 QAl17 退火

12、 520 600 10 186 不退火 560 650 5 250 115000130000 鋁錳青銅 QAl9-2 軟 360 450 18 300 92000 硬 480 600 5 500 硅錳青銅 QBi3-1 軟 280300 350380 4045 239 120000 硬 480520 600650 35 540 特硬 560600 700750 12 鈹青銅 QBe2 軟 240480 300600 30 250350 117000 硬 520 660 2 1280 132000141000 白銅 B19 軟 240 300 25 硬 360 450 3 鋅白銅 BZn15-2

13、0 軟 280 350 35 207 硬 400 550 1 486 126000140000 特硬 520 650 鎳 Ni-3Ni-5 軟 350 400 35 70 硬 470 550 2 210 210000230000 德銀 BZn15-20 軟 300 350 35 硬 480 550 1 特硬 560 650 1 鋅 Zn-3Zn-6 120200 140230 40 75 80000130000 鉛 Pb-3Pb-6 2030 2540 4050 510 1500017000 錫 Sn1Sn4 3040 4050 12 4150055000 鈦合金 TA2 退火 360480

14、450600 2530 無 TA3 440600 550750 2025 TA5 640680 800850 15 800900 104000 鎂合金 MB1 冷態(tài) 120140 170190 35 120 40000 MB8 150180 230240 1415 220 41000 MB1 預熱 300 3050 3050 5052 40000 MB8 5070 5070 5862 41000 銀 180 50 30 81000 可伐合金 Ni29Co18 400500 500600 康銅 BMn40-1.5 軟 400600 硬 650 鎢 已退火 720 0 700 312000 未退火

15、 1491 14 800 380000 鉬 已退火 2030 1400 2025 385 280000 未退火 3234 1600 25 595 300000 三、非金屬 （1）非金屬材料的極限抗剪強度（表 853） 表 853 非金屬材料的極限抗剪強度 （單位：MPa） 材 料 名 稱 極限抗剪強度 管狀凸模裁切 普通凸模沖裁 紙膠板 布膠板 玻璃布膠板 金屬箔的玻璃布膠板 金屬箔的紙膠板 環(huán)氧酚醛玻璃布板 工業(yè)橡膠板 石棉橡膠 人造橡膠，硬橡膠 層壓紙板 層壓布板 絕緣紙板 厚紙板 軟鋼紙板 有機玻璃 聚氯乙烯 100130 90100 120140 130150 110130 18021

16、0 16 40 4070 100130 90100 4070 3040 2040 7080 6080 140200 120180 160185 160220 140200 210240 2080 140200 120180 60100 4080 2030 90100 100130 無 氯乙烯 賽璐咯 皮革 工業(yè)用皮革 工業(yè)用毛氈 樺木膠合板 漆布、絕緣漆布 云母 人造云母 硬鋼紙板 3040 4060 68 45 10 3060 5080 120150 3050 50 80100 3050 4555 60100 140180 4045 （2）非金屬材料加熱時的抗剪強度（表 854） 表 854 非金屬材料加熱時的抗剪強度 材料 溫度/ 抗剪強度/MPa 孔的直徑/mm 13 35 510 10 紙膠板 22 70100 105130 147177 118137 108127 118147 98118 98108 98108 8898 8898 98108 93 88 布膠板 22 80100 127147 98118 118127 78108 103118 8898 8898 6978 玻璃布膠板 22 80100 157181 119137 147152 113118 147 108 39127 8898 玻璃纖維絲膠板 22 80100 137157 98118 1271