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。
这里[τ]为许用剪应力,单价为Pa或MPa。
??Fs?[?]A
(5-6)
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τ0,再除以安全系数n,得许用剪应力[τ]。
各种材料的剪切许用应力应尽量从相关规范中查取。
[?]??0n
(5-7)
一般来说,材料的剪切许用应力[τ]与材料的许用拉应力[σ]之间,存在如下关系: 对塑性材料:
对脆性材料:
[?]?0.60.8[?] [?]?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5-1 图5-12(a)所示电瓶车挂钩中的销钉材料为20号钢,[τ]=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:
Fs?销钉横截面上的剪应力为:
F2
故销钉满足剪切强度要求。
Fs15?103????23.9MPa<[?]?A2?(20?10?3)24
例5-2 如图5-13所示冲床,Fmax=400KN,冲头[σ]=400MPa,冲剪钢板的极限剪应力τb=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d
?=所以
FmaxFmax??[?]?d2A4
(2) 按钢板剪切强度计算t
4Fmax4?400?103d???0.034m?3.4cm?[?]??400?106
钢板的剪切面是直径为d高为t的柱表面。
??所以
FsFmax???bA?dt
例5-3 如图5-14所示螺钉受轴向拉力F作用,已知[τ]=[σ],求其d:h的合理比值。
Fmax400?103t???0.0104m?1.04cm?26?d?b??3.4?10?360?10
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:
??螺帽承受的剪应力小于等于许用剪应力值:
FN4F??[?]A?d2 FsF??[?]A?dh
??当σ、τ同时分别达到[σ]、[τ]时.材料的利用最合理,既
所以可得
F4F?0.62?dh?d
d:h?2.4
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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
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 %) 钢板 C 08Al ≤ Si ≤ Mn ~ P ≤ S ≤ Ni ≤ Cr ≤ Cu ≤ Al ~