剪切计算公式

文档格式：DOCX| 15 页|大小 155.05KB|积分 20|2022-09-24 发布|文档ID：155772912

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常见问题

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T — —s < [T ]A (5-6)这里[t]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t0,再除以安全系数n，得许用剪应力[t]T[T ] — 0n (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[t ]与材料的许用拉应力g ]之间，存在如下关系：对塑性材料：[T ] — 0.6 〜0.8[]对脆性材料：[T ] — 0.8 〜1.02](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，[T] = 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：销钉横截面上的剪应力为:—23.9MPa<[ t ]F 15 x 103T — ―s — A 2 x^(20 x 10 一 3)2故销钉满足剪切强度要求例5-2如图5-13所示冲床，F =400KN，冲头g]=400MPa，冲剪钢板的极限剪应力 Tb=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db = —max =——maxA 兀d 24所以=0.034m = 3.4m'4x400x 103 d Z ' max = 、'兀[b] \'K x 400 x 106(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F FT s max Z TA 冗 dt b所以t < ^^ = 400 X103 = 0.0104m = 1.04cm兀dT 兀 x 3.4 x 10-2 x 360 x 106例5-3如图5-14所示螺钉受轴向拉力F作用，已知[t]=0.6[成其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:< [b ]螺帽承受的剪应力小于等于许用剪应力值:F FT =r =——< ［T ］A 兀dh当°、T同时分别达到［］、［T］时.材料的利用最合理，既F 4 F=0.6兀dh 兀d 2所以可得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一、黑色金属二、有色金属三、非金属一、黑色金属一1. 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 ）化学成分（质量分数%）CSiMnPSNiCrCuAlW0.08W0.030.35〜0.45W0.020W0.03W0.01w0.03w0.150.02〜0.070.05〜0.11W0.030.25〜0.50W0.040W0.04W0.25w0.10w0.25—0.05〜0.17〜0.35〜WWWww—(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。

08A1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钢冲压性能的影响素名称对冲压性能的影响C增加Fe C的数量，提高钢板的抗拉强度和屈服强度，降低塑性，使冲压性能恶化，特别是当Fe C于晶界时，对冲压性能的不利影响更大i硅溶于铁素体中，强化铁素体的作用很大，增加强度，降低塑性，含硅量越低越好，深冲压钢板不能硅脱氧n锰的直接影响不大，锰和硫形成MnS夹杂物，其数量和形态对冲压性能有影响P磷显著地增加强度和脆性，并有偏析倾向，易于形成带状组织，这些都对冲压性能不利S形成硫化物，其数量、形状和分布对冲压性能有很大影响，数量多、且呈细长条状分布的硫化物对冲性能不利l是镇静钢的最终脱氧剂，可与氮形成氮化铝，显著降低钢板的“应变时效”倾向，容易得到“饼形”素体晶粒，改善冲压性能钢中铝的最佳含量为其质量分数 =(0.03〜0.05) %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钢号及拉深级别钢板状态冷轧ZF HFFZ08A105F, 8F, 10F08b, 15F, 20F, 08,10, 15, 206, 7, 8或“饼形”6, 7, 8, 9 或 “饼形”6, 7, 86, 7, 8, 905F, 08F, 10F, 15F, 2008b, 08， 10， 15， 205, 6, 7, 8, 91）铝镇静钢08A1按其拉深质量分为三级：ZF一拉深最复杂零件；HF 一拉深很复杂零件；F 一拉深复杂零件2）其他深冲薄钢板（包括热轧板）按冲压性能分级为：Z 一最伸拉深件；S 一深拉深件；P —普通拉深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 )钢号厚度/mm/MPa/（%）ZFHF08A108F081015/MPa全部全部>1.21.2<1.2W4W4W4W4260〜330260〜340260〜350260〜350260〜350280〜370280〜390280〜390280〜400280〜420280〜420300〜420300〜440300〜440340〜460360〜480200210220220240444239424234323032302830292827260.660.70P360〜480一25一Z360〜500一26一20SW4360〜510—25—P360〜510一24一4）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 ）钢号及级别钢板厚度08A108、 08F10、 15、 20ZFHFFZSPZSEr值（杯突试验深度）不小于0.59.59.39.19.08.48.08.07.40.69.89.69.49.48.98.58.47.80.710.310.19.99.79.28.98.68.00.810.610.510.310.09.59.38.88.20.910.810.710.510.39.99.69.08.41.011.210.810.710.510.19.99.28.61.111.311.010.910.810.410.2——1.211.511.211.111.010.610.4——1.311.711.311.311.210.810.6一一1.411.811.411.411.311.010.8——1.512.011.611.511.511.211.0一一1.6一11.811.711.611.411.2一一1.7—12.011.911.811.611.4——1.8一12.112.011.911.711.5一一1.9—12.212.112.011.811.7——2.0—12.312.212.111.911.8——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材料牌号材料状态抗剪强度抗拉强度伸长率屈服点(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)试样方冷弯试验B=2a180°向钢材厚度或直径/mm牌号备注注：B —试样宽度二、有色金属 O有色金属的力学性能(表8—52 )表8—52 有色金属的力学性能料名称牌号材料状态抗剪强度t /MPa抗拉强度/MPa伸长率/(%)屈服点/MPa弹性模量E/铝1070A,1050A1200巳退火8075〜1102550〜8072000冷作硬化100120〜1504120〜240锰合金3A21巳退火70〜100110〜145195071000半冷作硬化100〜140155〜20013130镁合金铜合金SA02巳退火130〜160180〜230—10070000半冷作硬化160〜200230〜280210度铝镁合金7A04巳退火170250———淬硬并经人工时效35050046070000锰合金MB1MB8巳退火120〜140170〜1903〜59843600巳退火170〜190220〜23012〜2414040000冷作硬化190〜200240〜2508〜10160硬铝2Al12巳退火105〜150150〜21512一一淬硬并经自然时效280〜310400〜4401536872000纯铜T1、 T2、 T3淬硬后冷作硬化黄铜H62半硬黄铜H68半硬铅黄铜HPb59-1锰黄铜HMn58-2半硬锡磷青铜锡锌青铜铝青铜铝锰青铜硅锰青铜铍青铜白铜锌白铜德银QSn4-4-2.5QSn4-3QA117QA19-2QBi3-1QBe2B19BZn15-20Ni-3〜Ni-5BZn15-20特硬退火不退火特硬特硬280〜320160240260300420240280400300400340400520260480500520560360480280〜300480〜520560〜600240〜480520240360280400520350470300400〜460200300300380420300350400350450390450600300550650600650450600350〜380600〜650700〜750300〜600660300450350550650400550350103035201040251525251538101840〜45302535353534070380380200480100250142420170140546186250300500239540250〜35012802074867021010800013000010000011000011500093000105000100000100000124000115000〜13000092000120000117000132000〜141000126000〜140000210000〜230000硬 480 550 1特硬 560 650 1锌 Zn-3〜Zn-6— 120 〜200 140〜230 40 75 80000〜130000铅 Pb-3〜Pb-6— 20〜30 25〜40 40〜50 5〜10 15000〜17000锡 Sn1〜Sn4— 30〜40 40〜50 — 12 41500〜55000TA2360 〜480 450〜600 25〜30钛合金 TA3 退火 440〜600 550〜750 20〜25TA5640 〜680 800〜850 15 800〜900 104000MB1120 〜140 170〜190 3〜5 120 40000冷态MB8150 〜180 230〜240 14〜15 220 41000镁合金—MB1 预热 30〜50 30〜50 50〜52 — 40000MB8 300°C 50〜70 50〜70 58〜62 — 41000银一— — 180 50 30 81000可伐合金 Ni29Co18— 400〜500 500〜600 — — —软 — 400〜600 — — —康铜 BMn40-1.5—硬一 650 一一一巳退火一 720 0 700 312000钨 ——未退火一 1491 1〜4 800 380000巳退火 20〜30 1400 20〜25 385 280000钼 —未退火 32〜34 1600 2〜5 595 300000三、非金属白（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T管状凸模裁切普通凸模冲裁纸胶板100〜130140〜200布胶板90〜100120〜180玻璃布胶板120〜140160〜185金属箔的玻璃布胶板130〜150160〜220金属箔的纸胶板110〜130140〜200环氧酚醛玻璃布板180〜210210〜240工业橡胶板1〜620〜80石棉橡胶40一人造橡胶，硬橡胶40〜70—层压纸板100〜130140〜200层压布板90〜100120〜180绝缘纸板40〜7060〜100厚纸板30〜4040〜80软钢纸板20〜4020〜30有机玻璃70〜8090〜100聚氯乙烯60〜80100〜130氯乙烯30〜4050赛璐咯40〜6080〜100皮革6〜830〜50工业用皮革—45〜55工业用毛毡4〜5—桦木胶合板10—漆布、绝缘漆布30〜60—云母50〜8060〜100人造云母120〜150140〜180硬钢纸板30〜5040〜45（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抗剪强度T/MPa材料温度/°c孔的直径/mm1〜33〜55〜10>1022147〜177118〜14798〜10898〜108纸胶板70〜100118〜13798〜11888〜9893105〜130108〜12798〜10888〜988822127〜147118〜127103〜11888〜98布胶板80〜10098〜11878〜10888〜9869〜7822157〜181147〜15214739〜127玻璃布胶板80〜100119〜137113〜11810888〜9822137〜157127〜137118〜12769玻璃纤维丝胶板80〜10098〜11888〜1088839有机玻璃2288〜9878〜8869〜786970〜8059〜786949聚氯乙烯塑料22100118〜12759〜7898〜10849〜5949〜8839〜49赛璐咯227078〜984969〜783959〜64343959〜78395929注：表列抗剪强度用于普通凸模冲裁时的计算值。

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