剪切計(jì)算和常用材料強(qiáng)度

1、word資料下載可編輯2.剪切強(qiáng)度計(jì)算(1)剪切強(qiáng)度條件剪切強(qiáng)度條件就是使構(gòu)件的實(shí)際剪應(yīng)力不超過(guò)材料的許用剪應(yīng)力。.=.A(5-6)這里通許用剪應(yīng)力，單價(jià)為Pa或MPa。由于剪應(yīng)力并非均勻分布，式(5-2)、(5-6)算出的只是剪切面上的平均剪應(yīng)力，所以在使用實(shí)驗(yàn)的方式建立強(qiáng)度條件時(shí)，應(yīng)使試件受力盡可能地接近實(shí)際聯(lián)接件的情況，以確定試樣失效時(shí)的極限載荷電再除以安全系數(shù)n,得許用剪應(yīng)力Ton(5-7)各種材料的剪切許用應(yīng)力應(yīng)盡量從相關(guān)規(guī)范中查取。一般來(lái)說(shuō)，材料的剪切許用應(yīng)力的材料的許用拉應(yīng)力拉間，存在如下關(guān)系：對(duì)塑性材料：=0.610.8二對(duì)脆性材料：=0.811.0二(2)剪切實(shí)用計(jì)算剪切計(jì)算

2、相應(yīng)地也可分為強(qiáng)度校核、截面設(shè)計(jì)、確定許可載荷等三類問(wèn)題，這里就不展開(kāi)論述了。但在剪切計(jì)算中要正確判斷剪切面積，在挪釘聯(lián)接中還要正確判斷單剪切和雙剪切。下面通過(guò)幾個(gè)簡(jiǎn)單的例題來(lái)說(shuō)明。例5-1圖5-12(a)所示電瓶車掛鉤中的銷釘材料為20號(hào)鋼，H30MPa,直徑d=20mm。掛鉤及被連接板件的厚度分別為t=8mm和t1=12mm。牽引力F=15kN。試校核銷釘?shù)募羟袕?qiáng)度。圖5-12電瓶車掛鉤及其銷釘受力分析示意圖m-哧口n-n兩個(gè)面向左錯(cuò)動(dòng)。解：銷釘受力如圖5-12(b)所示。根據(jù)受力情況，銷釘中段相對(duì)于上、下兩段沿所以有兩個(gè)剪切面，是一個(gè)雙剪切問(wèn)題。由平衡方程容易求出:Fs銷釘橫截面上的剪應(yīng)

3、力為:Fs15103底-322-(2010)=23.9MPa<故銷釘滿足剪切強(qiáng)度要求。例5-2如圖5-13所示沖床,的最小直徑及鋼板最大厚度。Fmax=400KN，沖頭b=400MPa沖剪鋼板的極限剪應(yīng)力七二360MPa。試設(shè)計(jì)沖頭專業(yè)技術(shù)資料word資料下載可編輯圖5-13沖床沖剪鋼板及沖剪部分受力示意圖解：(1)按沖頭壓縮強(qiáng)度計(jì)算dFmaxAFmax72d三二所以(2)按鋼板剪切強(qiáng)度計(jì)算鋼板的剪切面是直徑為d高為t的柱表面。：4-400103:二400106=0.034m=3.4cmFmx二dt所以F400103=0.0104m=1.04cm/求其d:h的合理比值。t1max_rwi

4、d一二db一二3.410-360106例5-3如圖5-14所示螺釘受軸向拉力F作用，已知t=0.6T圖5-14螺釘受軸向拉力示意圖解：螺桿承受的拉應(yīng)力小于等于許用應(yīng)力值:螺帽承受的剪應(yīng)力小于等于許用剪應(yīng)力值:Fn4F二d2干FsA二dh。同時(shí)分別達(dá)到crP時(shí).材料的利用最合理，既專業(yè)技術(shù)資料word資料下載可編輯F二dh=0.64F72二d所以可得=extPart_01C9B6CD.d:h=2.4第二節(jié)沖壓常用材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能一、黑色金屬有色金屬三、非金屬一、黑色金屬1.深拉深用冷軋鋼板發(fā)化學(xué)成分和力學(xué)性能1）深拉深鋼板的化學(xué)成分深拉深用冷軋鋼板主要有08Al、08F、08、及10、1

5、5、20鋼。其化學(xué)成分如表844所示。表844深拉深冷軋薄鋼板的化學(xué)成分（GB/T52131985和GB/T7101991）化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）鋼板CSiMnPSNiCrCuAl08Al<0.08<0.030.350.450.0200.030.010.030.150.020.0708F0.050.11<0.030.250.500.0400.040.250.100.25一080.050.120.170.370.350.650.0350.040.250.100.25一100.070.140.170.370.350.650.0350.040.250.150.25一150.120.1

6、90.170.370.350.650.0400.040.250.250.25一200.170.240.170.370.350.650.0400.040.250.250.25一專業(yè)技術(shù)資料word資料下載可編輯（2）影響鋼板沖壓性能的主要因素化學(xué)成分、金屬組織、力學(xué)性能和表面質(zhì)量等均影響沖壓性能在上述鋼號(hào)中用量最大的是08鋼，并有沸騰鋼與鎮(zhèn)靜鋼之分，沸騰鋼08F價(jià)廉，表面質(zhì)量好，但偏析比較嚴(yán)重，且有“應(yīng)變時(shí)效”傾向，對(duì)于沖壓性能要求高，外觀要求嚴(yán)格的零件不適合。08A1鎮(zhèn)靜鋼板價(jià)格較高，但性能均勻，“應(yīng)變時(shí)效”傾向小，適用于汽車、拖拉機(jī)覆蓋件的拉深。1）08鋼中主要元素對(duì)沖壓性能的影響（表845

7、）表845主要元素對(duì)08鋼沖壓性能的影響元素名稱SiMn增加FeC的數(shù)量，提高鋼板的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，降低塑性，使沖壓性能惡化，特別是當(dāng)FeC出現(xiàn)于晶界時(shí)，對(duì)沖壓性能的不利影響更大硅溶于鐵素體中，強(qiáng)化鐵素體的作用很大，增加強(qiáng)度，降低塑性，含硅量越低越好，深沖壓鋼板不能用硅脫氧鎰的直接影響不大，鎰和硫形成MnS夾雜物，其數(shù)量和形態(tài)對(duì)沖壓性能有影響P磷顯著地增加強(qiáng)度和脆性，并有偏析傾向，易于形成帶狀組織，這些都對(duì)沖壓性能不利形成硫化物，其數(shù)量、形狀和分布對(duì)沖壓性能有很大影響，數(shù)量多、且呈細(xì)長(zhǎng)條狀分布的硫化物對(duì)沖壓S性能不利是鎮(zhèn)靜鋼的最終脫氧劑，可與氮形成氮化鋁，顯著降低鋼板的“應(yīng)變時(shí)效”傾向，容

8、易得到“餅形”鐵A1素體晶粒，改善沖壓性能。鋼中鋁的最佳含量為其質(zhì)量分?jǐn)?shù)=(0.030.05)%2）深拉深冷軋薄板鐵素體晶粒度的標(biāo)準(zhǔn)（表846）表8-46深拉深冷軋薄鋼板鐵素體晶粒級(jí)別鋼板狀態(tài)鋼號(hào)及拉深級(jí)別ZFHFFZS08Al05F,8F,10F08b,15F,20F,08,10,15,2005F,08F,10F,15F,20F,08b,08,10,15,20冷軋6,7,8或“餅形”6,7,8,9或“餅形”6,7,86,7,8,95,6,7,8,91）鋁鎮(zhèn)靜鋼08Al按其拉深質(zhì)量分為三級(jí)：ZF一拉深最復(fù)雜零件；HF專業(yè)技術(shù)資料word資料下載可編輯一拉深很復(fù)雜零件；F一拉深復(fù)雜零件2）其他深

9、沖薄鋼板（包括熱軋板）按沖壓性能分級(jí)為：Z最伸拉深件；S深拉深件；P普通拉深件3）深拉深冷軋薄鋼板的力學(xué)性能（表847）表847深拉深冷軋薄鋼板的力學(xué)性能（GB/T52131985和GB/T7101991）鋼號(hào)級(jí)別厚度/mm/MPa/MPa/（為不小于ZF全部260330200440.66HF全部260340210420.7008AlF>1.226035022039一1.226035022042一<1.226035024042一Z280370一34一08FS<4280390一32一P280390一30一Z280400一32一08S<4280420一30一P280420一

10、28一Z300420一30一10S<4300440一29一P300440一28一Z340460一27一15S<4360480一26一P360480一25一Z360500一26一20S<4360510一25一P360510一24一4）深拉深冷軋薄鋼板的杯突試驗(yàn)沖壓深度（表848）表8-48深拉深冷軋薄鋼板的杯突試驗(yàn)沖壓深度（GB/T52131985和GB/T7101991）鋼板鋼號(hào)及級(jí)別厚度08A108、08F10、15、20專業(yè)技術(shù)資料ZFHFFZSPZSEr值（杯突試驗(yàn)深度）不小于0.59.59.39.19.08.48.08.07.40.69.89.69.49.48.98.

11、58.47.80.710.310.19.99.79.28.98.68.00.810.610.510.310.09.59.38.88.20.910.810.710.510.39.99.69.08.41.011.210.810.710.510.19.99.28.61.111.311.010.910.810.410.2一一1.211.511.211.111.010.610.4一一1.311.711.311.311.210.810.6一一1.411.811.411.411.311.010.8一一1.512.011.611.511.511.211.0一一1.6一11.811.711.611.411.2一

12、一1.7一12.011.911.811.611.4一一1.8一12.112.011.911.711.5一一1.9一12.212.112.011.811.7一一2.0一12.312.212.111.911.8一一word資料下載可編輯2.常用材料的力學(xué)性能（1）黑色金屬材料的力學(xué)性能（表849）表8-49黑色金屬材料的力學(xué)性能材料名稱材料牌號(hào)材料狀態(tài)抗剪強(qiáng)度/MPa抗拉強(qiáng)度/MPa伸長(zhǎng)率屈服點(diǎn)/MPa彈性模量/MPa電工用工業(yè)純鐵C>0.025DT1DT2DT3已退火的18023026電工硅鋼D11、D12D21、D31D32、D370D310340S4148已退火的19023026普通碳

13、素鋼Q195未經(jīng)退火的2603203153902833195Q2152703403354102631215Q2353103803754602126235專業(yè)技術(shù)資料Q2553404204105101924255Q2754005004906101520275碳素工具鋼08F已退火的2203102803903218010F2603603304503220019000015F2203402804203019008260340300440292101980001025037032046028一1527038034048026280202000202804003605103525021000253204

14、4040055034280202000303604804506002230020100035400520500650203202010004042054052067018340213500454405605507001636020400050已正火的440580550730143802200005555067043390一60550700124102080006560073010420一706007609430210000碳素工具鋼T7T12T7A-T12A已退火的60075010一一T8A冷作硬化的6009507501200一一一優(yōu)質(zhì)碳素鋼10Mn已退火的320460400580222302

15、1100065Mn6007501240021000合金結(jié)構(gòu)鋼25CrMnSiA25CrMnSi已低溫退火的40056050070018950一30CrMnSiA30CrMnSi4406000550750161450850一優(yōu)質(zhì)彈簧鋼60Si2Mn60Si2MnA65SiWA已低溫退火的720900101200200000冷作硬化的64096080012001014001600一不銹鋼1Cr13已退火的320380400470214202100002Cr13320400400500204502100003Cr13400480500600184802100004Cr1340048050060015

16、5002100001Cr18Ni192Cr18Ni19經(jīng)過(guò)熱處理的46052058064035200200000已碾壓冷作硬化的8008801000110038220200000word資料下載可編輯專業(yè)技術(shù)資料牌號(hào)試樣方向冷彎試驗(yàn)B=2a180°備注鋼材厚度或直徑/mm<60>60100>100200彎心直徑dQ195縱0一各牌號(hào)A級(jí)鋼的冷彎試驗(yàn)，在需方有要求時(shí)才進(jìn)行冷彎試驗(yàn)合格時(shí)，抗拉強(qiáng)度上限可以不作交貨條件橫0.5aQ215縱0.5a1.5a2a橫a2a2.5aQ235縱a2a2.5a橫1.5a2.5a3aQ2552a3a3.5aQ2753a4a4.5a注：B

17、一試樣寬度1Cr18Ni9Ti熱處理退軟的43055054070040200200000word資料下載可編輯（2）鋼在加熱時(shí)的抗剪強(qiáng)度（表850）表850鋼在加熱狀態(tài)的抗剪強(qiáng)度（單位：MP0普通碳素鋼冷彎實(shí)驗(yàn)指標(biāo)（8-51）表8-51普通碳素鋼冷彎試驗(yàn)指標(biāo)(GB7001988)二、有色金屬Q(mào)有色金屬的力學(xué)性能（表852）有色金屬的力學(xué)性能表852專業(yè)技術(shù)資料材料名稱牌號(hào)材料狀態(tài)抗剪強(qiáng)度t/MPa抗拉強(qiáng)度/MPa伸長(zhǎng)率/(%)屈服點(diǎn)/MPa彈性模量日MPa鋁1070A,1050A1200已退火807511025508072000冷作硬化1001201504120240鋁鎰合金3A21已退火70

18、100110145195071000半冷作硬化10014015520013130鋁鎂合金鋁鎂銅合金SA02已退火130160180230一10070000半冷作硬化160200230280210高強(qiáng)度鋁鎂銅合金7A04已退火170250一一一淬硬并經(jīng)人工時(shí)效35050046070000鎂鎰合金MB1MB8已退火120140170190359843600已退火170190220230122414040000冷作硬化190200240250810160硬鋁2A112已退火10515015021512一一淬硬并經(jīng)自然時(shí)效2803104004401536872000淬硬后冷作硬化28032040046

19、010340純銅T1、T2、T3軟1602003070108000硬2403003380130000黃銅H62軟26030035380100000半硬30038020200一硬42042010480一黃銅H68軟24030040100110000半硬28035025一硬40040015250115000鉛黃銅HPb59-1軟3003502514293000硬4004505420105000鎰黃銅HMn58-2軟34039025170100000半硬40045015硬5206005錫磷青銅錫鋅青銅QSn4-4-2.5QSn4-3軟26030038140100000硬48055035特硬50065

20、012546124000鋁青銅QAl17退火52060010186一word資料下載可編輯專業(yè)技術(shù)資料word資料下載可編輯不退火5606505250115000130000鋁鎰青銅QA19-2軟3604501830092000硬4806005500一硅鎰青銅QBi3-1軟2803003503804045239120000硬48052060065035540一特硬56060070075012一一鉞青銅QBe2軟24048030060030250350117000硬52066021280132000141000白銅B19軟24030025一一硬3604503鋅白銅BZn15-20軟2803503

21、5207一硬4005501486126000140000特硬520650一銀Ni-3Ni-5軟3504003570一硬4705502210210000230000德銀BZn15-20軟30035035一一硬4805501特硬5606501鋅Zn-3Zn-6一120200140230407580000130000鉛Pb-3Pb-6一2030254040505101500017000錫Sn1Sn4一30404050一124150055000鈦合金TA2退火3604804506002530一TA34406005507502025TA564068080085015800900104000鎂合金MB1冷

22、態(tài)1201401701903512040000MB8150180230240141522041000MB1預(yù)熱300c305030505052一40000MB8507050705862一41000銀一一一180503081000可伐合金Ni29Co18一400500500600一一一康銅BMn40-1.5軟一400600一一一硬一650一一一鴇已退火一7200700312000未退火一149114800380000鋁已退火203014002025385280000未退火3234160025595300000專業(yè)技術(shù)資料word資料下載可編輯三、非金屬O（1）非金屬材料的極限抗剪強(qiáng)度（表853）表8-53非金屬材料的極限抗剪強(qiáng)度（單位：MPaj）材料名稱極限抗剪強(qiáng)度T管狀凸模裁切普通凸模沖裁紙膠板100130140200布膠板90100120180玻璃布膠板120140160185金屬箔的玻璃布膠板130150160220金屬箔的紙膠板110130140200環(huán)氧酚醛玻璃布板180210210240工業(yè)橡膠板162080石棉