剪切计算公式word资料12页
-
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。
(5-6)
这里
[τ]
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<
/p>
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
τ
0
，再除以安全系数
n
，得许用剪应力
[τ]
。
F
s
[
]
A
n
(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
[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：
(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<
/p>
d=20mm
。
挂钩及被连接板件的厚度
分别为
t
＝
8mm
和
t
1
＝
12mm
。
牵引力
F=15kN
。
试校核销钉的剪切
强度。
< br>
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：
故销钉满足剪切强度要求。
例
5-2
如
图
5-13
所示冲床，
F
max
=400KN
，冲头
[σ]=400MPa
，冲剪钢板的极限剪应力
τ
b
=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
(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。
所以
例
5-3
如图
5-14
所示螺钉受轴向拉力
F
作用
，已知
[τ]=0.6[σ]
，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：
螺帽承受的剪应力小于等于许用剪应力值：
< br>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
[
]
0<
/p>
------=extPart_01C9B6CD.
第二节
冲压常用材料的化学成分和力学性
能
第
1
页
一
、
黑
色
金
属
二
、
有
色
金
属
三
< br>、
非
金
属
一、
黑色
金属
1.
深<
/p>
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
< br>、
08F
、
08
、
及
10
、
< br>15
、
20
钢。
其化
学成
分如
表
8
—
44
所示
。
表
8
< br>—
44
深
拉深
冷轧
薄钢
< br>板的
化学
成
分（
GB/T5213
—
1985
和
GB/T710
—
1991
）
化学成分（质量分数
%
）
C
≤
0.08
0.05
～
0.11
0.05
～
0.12
0.07
～
0.14
0.12
～
0.19
0.17
～
0.24
Si
≤
0.03
Mn
0.35
～
0.45
0.25
～
0.50
0.35
～
0.65
0.35
～
0.65
0.35
～
0.65
0.35
～
0.65
P
≤
S
≤
Ni
≤
Cr
≤
Cu
≤
Al
0.02
～
0.07
板
0.020
0.03
0.01
0.03
0.15
≤
≤
≤
≤
≤
< br>
≤
0.03
0.17
～
0.37
0.17
～
0.37
0.17
～
0.37
0.17
～
0.37
0.040
0.04
0.25
0.10
0.25
≤
≤
≤
≤
≤
< br>—
0.035
0.04
0.25
0.10
0.25
≤
≤
≤
≤
≤
—
0.035
0.04
0.25
0.15
0.25
≤
≤
≤
≤
≤
—
0.040
0.04
0.25
0.25
0.25
≤
≤
≤
≤
≤
< br>—
0.040
0.04
0.25
0.25
0.25
—
（
2
）
影响
钢板
冲压
性能
的主
要因
素
化学
成分
、金
属组
< br>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
第
2
页
钢之
分，
沸腾
钢
08F
价廉
，表
面质
量好
，
但偏
析比
较严
< br>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
。
08Al
镇
静钢
板
价
格较
高，
但
性能
均匀
，“
应变
时
效”
倾向
小，
< br>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
< br>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
n
P
S
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
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
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
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
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”
l
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
～
0.0
5
）
%
2
）
深
拉深
冷轧
薄板
铁素
体晶
粒度
的标
< br>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
HF
08Al
F
05F
，
8F
，
10F
6
，
7
，
8
，
9
或
“饼形”
Z
08b
，
15F
，
20F
，
08
，
10
，
15
，
20
6
，
7
，
8
< br>，
9
S
05F
，
08F
，
10F
，
15F
，
20
08b
，
08
，
10
，
15
，
20
5
，
6
，
7
，
8
，
9
6
，
7
，
8
或“饼形”
6
，
7
，
8
1)
铝
镇
静
钢
08Al
按
其
拉
深
质
量
分
为
< br>三
级
：
ZF
—
拉
深
最
复
杂
零
件
；<
/p>
HF
—
拉
深
很
复
杂
零
件
；
F
—
拉
深
复
杂
< br>零
件
第
3
页
2)
其
他
深<
/p>
冲
薄
钢
板（
包
括
热
轧
板
）按
冲
压
性
能
分
级
为
：
Z
—
最
伸
拉
深
件
；
S
—
深<
/p>
拉
深
件
；
P
—
普
通
拉
深
件
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
级
别
ZF
HF
厚度
/mm
/MPa
/MPa
/
（
%
）
不
小
于
全部
全部
>1.2
1.2
<1.2
260
～
330
260
～
340
260
～
350
260
～
350
260
～
350
280
～
370
200
210
220
220
240
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
44
42
39
42
42
34
32
30
32
30
28
30
29
28
27
26
25
26
25
24
0.66
0.70
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
08Al
F
Z
08F
S
P
Z
≤
4
280
～
390
280
～
390
280
～
400
08
S
P
Z
≤
4
280
～
420
280
～
420
300
～
420
10
S
P
Z
≤
4
300
～
440
300
～
440
340
～
460
15
S
P
Z
≤
4
360
～
480
360
～
480
360
～
500
20
S
P
≤
4
360
～
510
360
～
510
4)
深
拉深
冷轧
< br>薄钢
板
的杯
突试
验冲
压深
度（表
8
—
48
）
表
8
—
48
深
拉深
< br>冷轧
薄钢
板的
杯突
试
验冲
压深
度
（
GB/T5213
—<
/p>
1985
和
GB/T710
—
1991
）
钢板
钢号及级别
第
4
页
厚度
ZF
08A1
HF
F
Z
08
、
08F
S
P
10
、
15
、
20
Z
S
Er
值（杯突试验深度）不小于
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
9.5
9.8
9.3
9.6
9.1
9.4
9.9
10.3
10.5
10.7
10.9
11.1
11.3
11.4
11.5
11.7
11.9
12.0
12.1
12.2
9.0
9.4
9.7
8.4
8.9
9.2
8.0
8.5
8.9
9.3
9.6
9.9
10.2
10.4
10.6
10.8
11.0
11.2
11.4
11.5
11.7
11.8
8.0
8.4
8.6
8.8
9.0
9.2
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
7.4
7.8
8.0
8.2
8.4
8.6
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
10.3
10.1
10.6
10.5
10.8
10.7
11.2
10.8
11.3
11.0
11.5
11.2
11.7
11.3
11.8
11.4
12.0
11.6
—
—
—
—
—
11.8
12.0
12.1
12.2
12.3
10.0
9.5
10.3
9.9
10.5
10.1
10.8
10.4
11.0
10.6
11.2
10.8
11.3
11.0
11.5
11.2
11.6
11.4
11.8
11.6
11.9
11.7
12.0
11.8
12.1
11.9
2.
常
用材
料的<
/p>
力学
性
能
（
1
）
黑色
金属
材料
的力
学性<
/p>
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
/MPa
抗拉强度
/MPa
伸长率
屈服点
/MPa
DT1
纯铁
DT2
DT3
D11
、
D12
D21
、
D31
D32
、
D370
D310~340
S41~48
钢
Q195
已退火的
未经退火的
260~320
315~390
28~33
195
190
230
26
已退火的
180
230
26
第
5
页