剪下計算及常用材料強度

2022-05-21 18:48:02 字數 1159 閱讀 3908

2.剪下強度計算

(1) 剪下強度條件

剪下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。

5-6)

這裡[τ]為許用剪應力,單價為pa或mpa。

由於剪應力並非均勻分布,式(5-2)、(5-6)算出的只是剪下面上的平均剪應力,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接件的情況,以確定試樣失效時的極限載荷τ0,再除以安全係數n,得許用剪應力[τ]。

5-7)

各種材料的剪下許用應力應盡量從相關規範中查取。

一般來說,材料的剪下許用應力[τ]與材料的許用拉應力[σ]之間,存在如下關係:

對塑性材料:

對脆性材料:

(2) 剪下實用計算

剪下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,這裡就不展開論述了。但在剪下計算中要正確判斷剪下面積,在鉚釘聯接中還要正確判斷單剪下和雙剪下。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。掛鉤及被連線板件的厚度分別為t=8mm和t1=12mm。牽引力f=15kn。

試校核銷釘的剪下強度。

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。根據受力情況,銷釘中段相對於上、下兩段沿m-m和n-n兩個面向左錯動。所以有兩個剪下面,是乙個雙剪下問題。由平衡方程容易求出:

銷釘橫截面上的剪應力為:

故銷釘滿足剪下強度要求。

例5-2 如圖5-13所示沖床,fmax=400kn,衝頭[σ]=400mpa,衝剪鋼板的極限剪應力τb=360 mpa。試設計衝頭的最小直徑及鋼板最大厚度。

圖5-13 沖床衝剪鋼板及沖剪部分受力示意圖

解:(1) 按衝頭壓縮強度計算d

所以(2) 按鋼板剪下強度計算t

鋼板的剪下面是直徑為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:螺桿承受的拉應力小於等於許用應力值:

螺帽承受的剪應力小於等於許用剪應力值:

當σ、τ同時分別達到[σ]、[τ]時.材料的利用最合理,既

所以可得

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