Прочность на сдвиг

Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найти источники:  «Прочность на сдвиг»  -  новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( декабрь 2007 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Дорога Мам Тор, разрушенная проседанием и сдвигом , недалеко от Каслтона , Дербишир .

В технике , прочность на сдвиг является прочность материала или компонента по отношению к типу доходности или разрушения конструкции , когда материал или компонент терпит неудачу в сдвиге . Сдвигающая нагрузка - это сила, которая имеет тенденцию вызывать разрушение материала при скольжении в плоскости, параллельной направлению силы. Когда бумагу режут ножницами, она не сдвигается.

В строительстве и машиностроении прочность компонента на сдвиг важна для проектирования размеров и материалов, которые будут использоваться для изготовления или конструкции компонента (например, балок , пластин или болтов ). В железобетонной балке основное назначение хомутов для арматурных стержней (арматуры) - повышение прочности на сдвиг.

Уравнения [ править ]

К верхней части прямоугольника прикладывается поперечная сила, которая деформирует прямоугольник в параллелограмм. Более высокий модуль упругости при сдвиге увеличивает силу, необходимую для деформации прямоугольника.

Для напряжения сдвига применяется${\ Displaystyle \ тау}$

${\ displaystyle \ tau = {\ frac {\ sigma _ {1} - \ sigma _ {3}} {2}},}$

куда

${\ displaystyle \ sigma _ {1}}$ является основным основным стрессом и

${\ displaystyle \ sigma _ {3}}$ это незначительное основное напряжение.

В общем: пластичные материалы (например, алюминий) терпят неудачу при сдвиге, тогда как хрупкие материалы (например, чугун) не выдерживают растяжения. См. Предел прочности .

Вычислять:

Учитывая общую силу при разрушении (F) и зону сопротивления силе (например, поперечное сечение болта, нагруженного при сдвиге), предел прочности на сдвиг ( ) равен:${\ Displaystyle \ тау}$

${\ displaystyle \ tau = {\ frac {F} {A}} = {\ frac {F} {\ pi r_ {bolt} ^ {2}}} = {\ frac {4F} {\ pi d_ {bolt} ^ {2}}}}$

Для среднего напряжения сдвига

${\ displaystyle \ tau \ scriptstyle (avg) = {\ frac {V} {A}}}$

куда

${\ Displaystyle \ тау \ scriptstyle (средн.)}$ среднее напряжение сдвига,

${\ displaystyle V}$ сила сдвига, приложенная к каждой секции детали, и

${\ displaystyle A}$это площадь сечения. ^[1]

Среднее напряжение сдвига также можно определить как общую силу как${\ displaystyle V}$

${\ Displaystyle V = \ int \ tau dA}$

Это только среднее напряжение, фактическое распределение напряжений неравномерно. В реальных приложениях это уравнение дает только приближение, и максимальное напряжение сдвига будет выше. Напряжение не всегда равномерно распределяется по детали, поэтому прочность на сдвиг должна быть выше, чтобы учесть оценку. ^[2]

Сравнение [ править ]

В качестве очень приблизительного руководства по пределам прочности на растяжение, текучесть и сдвиг: ^[3]

USS: предел прочности при сдвиге, UTS: предел прочности при растяжении, SYS: предел текучести при сдвиге, TYS: предел текучести при растяжении

Нет опубликованных стандартных значений прочности на сдвиг, таких как предел прочности на разрыв и предел текучести. Вместо этого его обычно оценивают как 60% от предела прочности на разрыв. Прочность на сдвиг можно измерить испытанием на кручение, где она равна их прочности на скручивание. ^{[4] [5]}

Если требуются значения, измеренные на физических образцах, доступен ряд стандартов испытаний, охватывающих различные категории материалов и условия испытаний. В США стандарты ASTM для измерения прочности на сдвиг включают ASTM B831, D732, D4255, D5379 и D7078. На международном уровне стандарты испытания прочности на сдвиг ISO включают ISO 3597, 12579 и 14130. ^[7]

См. Также [ править ]

• Модуль сдвига
• Напряжение сдвига
• Деформация сдвига
• Прочность на сдвиг (грунт)
• Прочность на сдвиг (разрыв)
• Сопротивление материалов
• Предел прочности

Ссылки [ править ]