剪切计算和常用材料强度

1、WORD格式编辑整理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。= -1A(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t,再除以安全系数 n得许用剪应力tn(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6之间，存在如下关系：对塑性材料：可=0.6U 0.8r对脆性材料：可=0.8口1.06(2)剪切实

2、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丰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。专业知识分享图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

3、方程容易求出:F-销钉横截面上的剪应力为:F-故销钉满足剪切强度要求。例5-2如图5-13所示冲床, 的最小直径及钢板最大厚度。15 103二-3 22 (20 10 )4= 23.9MPaFmax=400KN，冲头6 =400MPa冲剪钢板的极限剪应力t=360 MPa。试设计冲头解：(1)按冲头压缩强度计算图5-13冲床冲剪钢板及冲剪部分受力示意图dmaxAFmax十所以4Fmax十4 400 103二 400 106二 0.034m 二 3.4cm(2)按钢板剪切强度计算 钢板的剪切面是直径为td高为t的柱表面。Fsmax二 dt所以Fmaxd b400 03二 3.4 10，360 1

4、06二 0.0104m 二 1.04cm例5-3如图5-14所示螺钉受轴向拉力 F作用，已知t =0.6，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值:Fn4F : d2十螺帽承受的剪应力小于等于许用剪应力值:汀A 二 dhFs当0、T同时分别达到旳T时.材料的利用最合理，既F二 dh= 0.64F二 d2所以可得-=extPart_01C9B6CD.d : h = 2.4第二节冲压常用材料的化学成分和力学性能黑色金属有色金属三、非金属黑色金属 鋼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08AI、0

5、8F、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/T7101991）钢板 化学成分（质量分数）CSiMnPSNiCrCuAl0.35 08Al 0.08 0.030.450.0200.030.010.030.150.02 0.070.05 0.25 08F0.111.2260350220391.2260350220421.226035024042Z2803703408FS 428039032P28039030Z2804003208S 428042030P28042028Z3004203010S 430

6、044029P30044028Z3404602715S 436048026P36048025Z3605002620S0.025DT1DT2DT3已退火的18023026电工硅钢D11、D12D21、D31D32、D370D310340S4148已退火的19023026普通碳素钢Q195未经退火的2603203153902833195Q2152703403354102631215Q2353103803754602126235Q2553404204105101924255Q2754005004906101520275碳素工具钢08F已退火的2203102803903218010F260360330

7、4503220019000015F220340280420301900826034030044029210198000102503703204602815270380340480262802020002028040036051035250210002532044040055034280202000303604804506002230020100035400520500650203202010004042054052067018340213500454405605507001636020400050已正火的440580550730143802200005555067043390605507001

8、24102080006560073010420706007609430210000碳素工具钢T7T12T7AT12A已退火的60075010T8A冷作硬化的6009507501200优质碳素钢10Mn已退火的3204604005802223021100065Mn6007501240021000合金结构钢25CrMnSiA25CrMnSi已低温退火的4005605007001895030CrMnSiA30CrMnSi4406000550750161450850优质弹簧钢60Si2Mn60Si2MnA65SiWA已低温退火的720900101200200000冷作硬化的64096080012001

9、014001600不锈钢1Cr13已退火的320380400470214202100002Cr13320400400500204502100003Cr13400480500600184802100004Cr13400480500600155002100001Cr18Ni192Cr18Ni19经过热处理的46052058064035200200000已碾压冷作硬化的8008801000110038220200000WORD格式编辑整理1Cr18Ni9Ti热处理退软的43055054070040200（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 普通碳

10、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）冷弯试验 B=2a180备注牌号试样方钢材厚度或直径/mm向60100100200弯心直径dQ195纵0横0.5a各牌号A级钢的冷弯试验， 在需方有要求时才进行Q215纵0.5a1.5a2a横a2a2.5aQ235纵a2a2.5a冷弯试验合格时，抗拉强度 上限可以不作交货条件横1.5a2.5a3aQ2552a3a3.5aQ2753a4a4.5a注：B试样宽度有色金属 公有色金属的力学性能（表8 52）表8 52 有色金属的力学性能材料名称牌 号材料状态抗剪强度t /MPa抗拉强度/MPa伸长率/(%)屈服点/

11、MPa弹性模量日MPa铝1070A,1050A1200已退火8075 11025508072000冷作硬化1001201504120240铝锰合金3A21已退火70 100110145195071000半冷作硬化10014015520013130铝镁合金铝镁铜合金SA02已退火13016018023010070000半冷作硬化160200230280210高强度铝镁铜合金7A04已退火170250淬硬并经人工时效35050046070000镁锰合金MB1MB8已退火120140170190359843600已退火17019022023012 2414040000冷作硬化190200240250

12、810160硬铝2A112已退火10515015021512淬硬并经自然时效280310400 4401536872000淬硬后冷作硬化280320400 46010340纯铜T1、T2、T3软1602003070108000硬2403003380130000黄铜H62软26030035380100000半硬30038020200硬42042010480黄铜H68软24030040100110000半硬28035025硬40040015250115000铅黄铜HPb59-1软3003502514293000硬4004505420105000锰黄铜HMn58-2软3403902517010000

13、0半硬40045015硬5206005锡磷青铜锡锌青铜QSn4-4-2.5QSn4-3软26030038140100000硬48055035特硬50065012546124000铝青铜QAl17退火52060010186不退火5606505250115000130000铝锰青铜QAI9-2软3604501830092000硬4806005500硅锰青铜QBi3-1软28030035038040 45239120000硬480520600 65035540特硬56060070075012铍青铜QBe2软24048030060030250350117000硬52066021280132000141

14、000白铜B19软24030025硬3604503锌白铜BZn15-20软28035035207硬4005501486126000140000特硬520650镍Ni-3 Ni-5软3504003570硬4705502210210000230000德银BZn15-20软30035035硬4805501特硬5606501锌Zn-3 Zn-6120200140230407580000130000铅Pb-3 Pb-620 3025 4040 505101500017000锡Sn1Sn430 4040 50124150055000钛合金TA2退火360480450 60025 30TA344060055

15、075020 25TA564068080085015800900104000镁合金MB1冷态1201401701903512040000MB815018023024014 1522041000MB1预热300 C30 5030 5050 5240000MB850 7050 7058 6241000银180503081000可伐合金Ni29C600康铜BMn40-1.5软400 600硬650钨已退火7200700312000未退火149114800380000钼已退火20 30140020 25385280000未退火32 34160025595300000专业知识分

16、享三、非金属 匕（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100130140200布胶板90 100120180玻璃布胶板120140160185金属箔的玻璃布胶板130150160220金属箔的纸胶板110130140200环氧酚醛玻璃布板180210210240工业橡胶板1620 80石棉橡胶40人造橡胶，硬橡胶40 70层压纸板100130140200层压布板90 100120180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 80

17、90 100聚氯乙烯60 80100130氯乙烯30 4050赛璐咯40 6080 100皮革6830 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120150140180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材料温度厂C抗剪强度t /MPa孔的直径/mm1335510102214717711814798 10898 108纸胶板70 10011813798 11888 989310513010812798 10888 9888221271471181

18、2710311888 98布胶板80 10098 11878 10888 9869 782215718114715214739 127玻璃布胶板80 10011913711311810888 982213715712713711812769玻璃纤维丝胶板80 10098 11888 10888392288 9878 8869 7869有机玻璃70 8059786949392211812798 10849 8859 78聚氯乙烯塑料100597849 5939 49392278 9869 7859 6459赛璐咯7049393429注：表列抗剪强度用于普通凸模冲裁时的计算Fs二 dh叮v 0.6*235v 141MPa格遵守公司员工守则和各项规章制度，服从领班安排，除完成日常维修任务