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【剪切试验】关于材料试验机进行剪切试验的种类及相关标准

作者:LIGAO来源:力高检测设备发布日期:2015-08-05 15:29:40

  剪切试验是在万能材料试验机上进行的一种测定材料机械性能的试验。主要是断裂前能够承受的最大剪应力,是材料承受剪切载荷的极限强度。主要用于试验承受剪切载荷的零件和材料,如锅炉和桥梁上的铆钉、机器上的销钉等。

  【剪切方法】

  剪切试验一般分为单剪试验、双剪试验、冲孔试验、开缝剪切试验和复合钢板剪切试验等。试样置于剪切夹具上,加载形式有单剪和双剪两种, 试样在剪切载荷P作用下被切断。单剪时,P除以试样截面积A,可得出剪切强度τb,τb=P/A;双剪加载时τb=P/2A。

  另外可通过扭转试验测定剪切强度,此时其值与抗扭强度相等。塑料的剪切强度是指剪切一个试样并将其完全分开所需的最大载荷,根据剪切的面积,用psi(磅除以英寸平方)来表示。(ASTM D-732标准)。结构粘结剂的剪切强度是指粘结剂在扭转载荷作用下,断裂前,其所能承受的最大剪应力(ASTM E229标准)。木料剪切强度的测定方法参见ASTM D-143标准和ASTM D-198标准。对于钢材,剪切强度=0.6~0.8的拉伸强度。

  【试验原理】

  工程结构件除承受拉力和压力外,大多还承受剪切力的作用,有些情况剪切力还起着主要的作用。如蒸汽锅炉、桥梁及飞机中的铆钉,机件上的销子等都是受剪切力的作用。因此在构件的设计和制造时都必须考虑材料的剪切强度。

  【试验特点】

  作用在试样两个侧面的载荷,其合力为大小相等、方向相反、作用线相距很近的一对力,见下图,并使试样两部分沿着与合力作用线平行的受剪面发生错动,剪切试验实际上就是测定试样剪切破坏时的最大错动力,并根据公式计算出相应的应力,用τ表示,单位为N/mm2。

  【试样要求】

  剪切试样根据剪切试验方法和夹具确定,常见的形式有:

  (1)圆柱形试样:试样直径和长度根据夹具确定,一般取直径为5,10,15mm。

  (2)冲孔板状试样:薄板不能做成圆柱形试样时,可用冲孔剪切试样,板状试样厚度一般小于5mm。其他还有开缝式剪切试样、复合钢板剪切试样以及实际零件剪切试样等。

  【数据处理】

  试样剪断后,记下剪切试验过程的最大试验力F。按以下公式计算抗剪强度τb,MPa。

  ① 单剪试验抗剪强度:

  式中 S0——试样原始横截面积,mm2。

  ② 双剪试验抗剪强度:

  式中 d0——试样原始直径,mm。

  ③ 冲孔试验抗剪强度:

  式中 d0——冲孔直径,mm;t——试样厚度,mm。

  ④ 开缝剪切试验抗剪强度:

  式中 Sx-x——试样受剪处截面积,mm2。

  ⑤ 复合钢板剪切试验抗剪强度:

  式中 w、b——试样受剪处尺寸,mm。

  以上就是关于材料试验机进行剪切试验的种类及相关标准以及试验要求的相关介绍,对于剪切试验的具体操作,根据材料的不同要求也略微有所差别,但是不管哪种材料的试验,试验过程都是在材料试验机上进行,只是夹具及夹持力不同的区别。