Pevnost ve smyku - Shear strength

Silnice Mam Tor zničená poklesem a střihem poblíž Castletonu v Derbyshire .

Ve strojírenství , pevnost ve smyku je síla materiálu nebo prvku proti typu výnosu nebo porucha konstrukce , když je materiál nebo složka selže smyku . Smykové zatížení je síla, která má tendenci vytvářet kluzné selhání na materiálu podél roviny, která je rovnoběžná se směrem síly. Když je papír řezán nůžkami, papír selže ve smyku.

V konstrukční a strojírenství se pevnost ve smyku složky je důležitá pro navrhování rozměry a materiály, které mají být použity pro výrobu nebo konstrukci složky (např nosníky , desky , nebo šrouby ). U železobetonového nosníku je hlavním účelem výztužných třmenů (výztuží) zvýšení smykové pevnosti.

Rovnice

Na horní část obdélníku se aplikuje smyková síla, která deformuje obdélník na rovnoběžník. Vyšší modul pružnosti ve smyku zvyšuje sílu potřebnou k deformaci obdélníku.

Pro smykové napětí platí ${\ displaystyle \ tau}$

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

kde

${\ displaystyle \ sigma _ {1}}$ je hlavní hlavní stres a

${\ displaystyle \ sigma _ {3}}$ je menší hlavní stres.

Obecně: tvárné materiály (např. Hliník) selhávají ve smyku, zatímco křehké materiály (např. Litina) selhávají v tahu. Viz pevnost v tahu .

Vypočítat:

Vzhledem k celkové síle při porušení (F) a silově odolné oblasti (např. Průřez šroubu zatíženého ve smyku) je mezní pevnost ve smyku ( ): ${\ displaystyle \ tau}$

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

Pro průměrné smykové napětí

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

kde

${\ displaystyle \ tau \ scriptstyle (průměr)}$ je průměrné smykové napětí,

${\ displaystyle V}$ je smyková síla působící na každou část součásti a

${\ displaystyle A}$ je oblast řezu.

Průměrné smykové napětí lze také definovat jako celkovou sílu as ${\ displaystyle V}$

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

Toto je pouze průměrné napětí, skutečné rozdělení napětí není jednotné. V reálných aplikacích poskytuje tato rovnice pouze přibližnou hodnotu a maximální smykové napětí by bylo vyšší. Napětí není často rovnoměrně rozloženo na část, takže smyková pevnost by musela být vyšší, aby se zohlednil odhad.

Srovnání

Jako velmi hrubé vodítko týkající se pevnosti v tahu, meze kluzu a pevnosti ve smyku:

USS: Konečná pevnost ve smyku, UTS: Maximální pevnost v tahu, SYS: Pevnost ve smyku, TYS: Pevnost v tahu

Neexistují žádné publikované standardní hodnoty pro smykovou pevnost, jako je pevnost v tahu a mez kluzu. Místo toho je běžné, že se odhaduje na 60% mezní pevnosti v tahu. Pevnost ve smyku lze měřit torzní zkouškou, kde se rovná jejich torzní pevnosti.

Pokud jsou požadovány hodnoty naměřené z fyzických vzorků, je k dispozici řada zkušebních standardů pokrývajících různé kategorie materiálů a zkušební podmínky. V USA zahrnují normy ASTM pro měření smykové pevnosti ASTM B831, D732, D4255, D5379 a D7078. Mezinárodně zahrnují zkušební normy ISO pro pevnost ve smyku ISO 3597, 12579 a 14130.

Viz také

• Tažný modul
• Smykové napětí
• Smykové napětí
• Pevnost ve smyku (zemina)
• Pevnost ve smyku (diskontinuita)
• Síla materiálu
• Pevnost v tahu

Reference

Tento článek týkající se inženýrství je útržek . Wikipedii můžete pomoci rozšířením .

• proti
• t
• E