一、 塑性材料和脆性材料的划分:
一般来说,我们把延伸率大于5%的金属材料称为塑性材料,比如:低碳钢、非淬硬中碳钢、退火球墨铸铁、铜和铝等;把延伸率小于5%的金属材料称为脆性材料,如淬硬的工具钢、灰口铸铁、陶瓷等。
对于塑性材料来说,其抗拉与抗压强度基本相等;对于脆性材料来说,其抗拉强度一般小于其抗压强度。
塑性材料失效一般用屈服强度衡量;脆性材料失效一般用抗拉强度衡量。
二、 剪切与挤压强度的计算
1、 剪切力的计算
一般情况下,受剪切构件中的变形及其受力情况极为复杂,剪切面上的应力分布规律是难以用理论方法计算的,所以工程上一般采用实用的计算方法,即假设应力在剪切面内是均匀分布的情况下加以计算。
于是,平均切应力(或称名义切应力)τ=FQ/A;其中,FQ为外加载荷力,A为构件的横截面面积。
当载荷FQ加大到破坏载荷Fb时,其切应力则被称为极限切应力τb;现在我们将τb除以安全系数n,即得许用切应力[τb],[τb]= τb/n。
这样一来,剪切计算成立的强度条件即可表示为:τ= FQ/A≤[τb]。
2、 挤压强度计算
与上面计算抗剪切强度的方法相似,构件的名义挤压应力建立的条件是:
σbs=Fbs/Abs≤[σbs];其中Abs为挤压面积,等于实际挤压面的投影的面积(即直径面积),σbs为挤压应力,[σbs]为许用挤压应力。
3、 许用应力通常是依据实际工作条件(比如:材料、连接方式和载荷情况等),在设计规范中差得的。一般来说,许用切应力[τ]要比同样材料的许用应力[σ]要小,而许用挤压应力[σbs]要比许用应力[σ]要大。
对于塑性材料:[τ]=(0.6~0.8) ×[σ];[σbs]=(1.5~2.5)×[σ]。
对于脆性材料:[τ]=(0.8~1.0) ×[σ];[σbs]=(0.9~1.5)×[σ]。
【附1】其他资料推荐的许用许用应力与许用切应力和许用挤压应力的关系(注意:使用符号与前述有所区别):
1、许用切应力:塑性材料[τ]=(0.5~0.7) ×[σ],脆性材料[τ]=(0.8~1) ×[σ]
2、许用挤压应力: 塑性材料[β]=(1.5~2.5) ×[σ], 脆性材料 [β]=(0.9~1.5) ×[σ]
【附2】安全系数n的选择:
读罢该文,如果你对50多岁老机械工程师总结的材料力学中的一些计算感到顿然开朗,那么就给一点赏钱吧!总结不易啊!同时我坚信我总结的比大学教授讲得更简洁明白!哈哈!吹牛啦!
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