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1、剪切计算及常用材料强度 Revised as of 23 November 20202.2.剪切强度计算剪切强度计算(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。FsA(5-6)这里为许用剪应力，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 0，再除以安全系数 n，得许用剪应力。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与材料的许用拉应力之间，存在如下关系
2、：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。例例 5-15-1 图 5-12(a)所示电瓶车挂钩中的销钉材料为 20号钢，30MPa，直径 d=20mm。挂钩及被连接板件的厚度分别为 t8mm 和 t112mm。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：解：解：销钉受力如图 5-1
3、2(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。Fs销钉横截面上的剪应力为：F2Fs15103 23.9MPa已退火的?已退火的?180?230电工硅钢D32、D370D310340S4148Q195Q21519023026260320270340未经退火的310380340420400500220310260360已退火的220340260340250370270380280400320440360480400520420540440560440580550已正火的550600600已退火的冷作硬化的已退火的已低温退火的600600950320460600
4、400560315390335410375460410510490610280390330450280420300440320460340480360510400550450600500650520670550700550730670700730760750750120040058075050070028332631212619241520323230292826353422201816144312109102212181952152352552751802001902102802502803003203403603803904104204302304009501900001980002020
5、002100020200020100020100021350020400022000020800021000021100021000普通碳素钢Q235Q255Q27508F10F15F0810152025303540455055606570碳素工具钢?碳素工具钢优质碳素钢合金结构钢T7T12T7AT12AT8A10Mn65Mn25CrMnSiA25CrMnSi30CrMnSiA30CrMnSi?优质弹簧钢60Si2Mn60Si2MnA65SiWA1Cr132Cr133Cr13不锈钢4Cr131Cr18Ni192Cr18Ni191Cr18Ni9Ti经过热处理的已碾压冷作硬化的热处理退软的已退火的
6、已低温退火的冷作硬化的4406000720640960320380320400400480400480460520800880430550550750900800120040047040050050060050060058064010001100540700161010212018153538401450850120014001600420450480500200220200200000210000210000210000210000200000200000200000（2）钢在加热时的抗剪强度（表850）表 850 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
7、）表 851 普通碳素钢冷弯试验指标（GB700 1988）冷弯试验B=2a180牌号试样方向纵横纵横纵横钢材厚度或直径/mm600aa2a3a60100100200弯心直径dQ195Q215Q235Q255Q2752a2a3a4a注：B试样宽度2a3a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备注二、有色金属有色金属的力学性能（表852）表 852 有色金属的力学性能抗拉强度/MPa751101201501101451552001802302302802505001701902202302402501502154004404004602003
8、0030038042030035040035045039045060030055065060065035122481012151030335201040251525525155383512105伸长率/(%)2541913屈服点弹性模量E/MPa/MPa50801202405013010021046098140160368720002803201602402603004202402804003004003404005202604805005205603407038038020048010025014242017014054618625010000010800013000010000011000
9、01150009300010500072000材料名称牌 号1070A,1050A12003A21材料状态已退火冷作硬化已退火半冷作硬化已退火半冷作硬化已退火抗剪强度/MPa8010070100100140130160160200170350120140170190190200105150280310铝铝锰合金铝镁合金铝镁铜合金高强度铝镁铜合金71000SA02700007000043600400007A04淬硬并经人工时效已退火镁锰合金MB1MB8已退火冷作硬化已退火硬铝2Al12淬硬并经自然时效淬硬后冷作硬化纯铜T1、T2、T3软硬软黄铜H62半硬硬软黄铜H68半硬硬铅黄铜HPb59-1软
10、硬软半硬硬软锰黄铜HMn58-2锡磷青铜锡锌青铜QSn4-3硬特硬100000124000115000130000铝青铜QAl17退火不退火铝锰青铜QAl9-2软硬软硅锰青铜QBi3-1硬特硬铍青铜QBe2软硬软硬软锌白铜BZn15-20硬特硬镍Ni-3Ni-5软硬软德银BZn15-20硬特硬锌铅锡Zn-3Zn-6Pb-3Pb-6Sn1Sn4TA2钛合金TA3TA5MB1镁合金MB8MB1MB8银可伐合金康铜Ni29Co18冷态预热300软硬已退火未退火已退火未退火退火360480280300480520560600240480520240360280400520350470300480560
11、120200203030403604804406006406801201401501803050507040050020303234450600350380600650700750300600660300450350550650400550350550650140230254040504506005507508008501701902302403050507018050060040060065072014911400160018540453512302253351352351140405025302025153514155052586250014202525755101280090012022
12、0307008003855958000013000015000170004150055000104000400004100040000410008100031200038000028000030000030050023954025035012802074867021092000120000117000132000141000126000140000210000230000白铜B19钨钼三、非金属（1）非金属材料的极限抗剪强度（表853）表 853 非金属材料的极限抗剪强度（单位：MPa）材 料 名 称极限抗剪强度管状凸模裁切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
13、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1001309010012014013015011013018021016404070100130901004070304020407080608030404060684510306050801201503050普通凸模冲裁14020012018016018516022014020021024020801402001201806010040802030901001001305080100305045556010014018040
14、45（2）非金属材料加热时的抗剪强度（表854）表 854 非金属材料加热时的抗剪强度抗剪强度/MPa材料温度/13纸胶板2270100105130布胶板玻璃布胶板玻璃纤维丝胶板有机玻璃2280100228010022801002270801471771181371081271271479811815718111913713715798118889859783511814798118981081181277810814715211311812713788108788869孔的直径/mm5109810888988898103118889814710811812788697849109810893888898697839127889869396939聚氯乙烯塑料赛璐咯2210022701181275978789849981084959697839498839495964345978395929注：表列抗剪强度用于普通凸模冲裁时的计算值。FsFAdh =600000/（*260*5）*235 =600000/4082141MPa =146MPa 大于了许用剪切力，不合理