В технике прочность на сдвиг – это прочность материала или компонента против текучести или структурного разрушения , когда материал или компонент разрушается при сдвиге . Сдвиговая нагрузка — это сила , которая имеет тенденцию вызывать разрушение материала при скольжении по плоскости, параллельной направлению силы. Когда бумагу разрезают ножницами, бумага разрушается при сдвиге.
В структурном и машиностроении прочность компонента на сдвиг важна для расчета размеров и материалов, которые будут использоваться для изготовления или конструкции компонента (например , балок , пластин или болтов ). В железобетонной балке основным назначением хомутов из арматурных стержней (арматуры) является повышение прочности на сдвиг.
Для напряжения сдвига применяется
где
В общем: пластичные материалы (например, алюминий) разрушаются при сдвиге, тогда как хрупкие материалы (например, чугун) разрушаются при растяжении. См. предел прочности .
Вычислять:
Учитывая общую силу при разрушении (F) и площадь сопротивления силе (например, поперечное сечение болта, нагруженного на сдвиг), предел прочности на сдвиг ( ) составляет:
Для среднего напряжения сдвига
где
Среднее напряжение сдвига также можно определить как общую силу
Это только среднее напряжение, фактическое распределение напряжений неравномерно. В реальных приложениях это уравнение дает лишь приближение, и максимальное напряжение сдвига будет выше. Напряжение не всегда равномерно распределяется по детали, поэтому для учета оценки прочность на сдвиг должна быть выше. [2]
В качестве очень приблизительного руководства по прочности на растяжение, текучести и сдвигу: [3]
USS: предел прочности на сдвиг, UTS: предел прочности на разрыв, SYS: предел текучести при сдвиге, TYS: предел текучести при растяжении
Не существует опубликованных стандартных значений прочности на сдвиг, таких как предел прочности на растяжение и предел текучести. Вместо этого обычно его оценивают как 60% от предельной прочности на разрыв. Прочность на сдвиг можно измерить с помощью испытания 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 B769, B831, D732, D4255, D5379 и D7078. Международные стандарты испытаний ISO на прочность на сдвиг включают ISO 3597, 12579 и 14130. [7]
{{cite web}}
: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )