什么是剪切力、剪应力?

什么是剪切力、剪应力?,第1张

1、材料的横截面受外力作用,并沿外力方向发生相对错动变形的现象叫做剪切。能够使材料产生剪切变形的力称为剪切力。

2、相应的物体由于外因受外力而变形时,在物体内各部分之间产生相互作用的内力,以抵抗这种外因的作用,并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。剪切截面单位面积上的内力称为剪切应力

3、剪切力越大的话则剪切作用越强,效果也越好,和剪切速率有一定的关系,但没有直接的线性关系。

4、材料力学的定义很清楚:“剪切”是在一对(1)相距很近、(2)大小相同、(3)指向相反的横向外力(即平行于作用面的力)作用下,材料的横截面沿该外力作用方向发生的相对错动变形现象。能够使材料产生剪切变形的力称为剪力或剪切力。发生剪切变形的截面称为剪切面。判断是否“剪切”的关键是材料的横截面是否发生相对错动。因此,菜刀切菜不是剪切现象(因蔬菜的横截面没有发生相对错动),而用剪刀剪指甲则是(指甲的横截面发生相对错动。注:用指甲剪剪指甲不是一种剪切现象,虽然它同样能把指甲剪下来。它属于挤压变形)。

至于“剪切力”的来源,当然是压力造成的。也可以说,剪切力是一种特殊形式的压力。

应力是物体由于外因(受力、湿度、温度场变化等)而变形时,在物体内各部分之间产生相互作用的内力,以抵抗这种外因的作用,并试图使物体从变形后的位置恢复到变形前的位置。

在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。同截面垂直的称为正应力或法向应力,同截面相切的称为剪应力或切应力。

扭力是使材料产生扭转变形时所施加的力距,单位N·m。在测材料的扭转刚度或扭转模量等力学量时,在以扭转方式测材料动态力学性能时,都需对试样施加扭力。

正应力与剪应力:

有些材料在工作时,其所受的外力不随时间而变化,这时其内部的应力大小不变,称为静应力;还有一些材料,其所受的外力随时间呈周期性变化,这时内部的应力也随时间呈周期性变化。

材料在交变应力作用下发生的破坏称为疲劳破坏。通常材料承受的交变应力远小于其静载下的强度极限时,破坏就可能发生。

另外材料会由于截面尺寸改变而引起应力的局部增大,这种现象称为应力集中。对于组织均匀的脆性材料,应力集中将大大降低构件的强度,这在构件的设计时应特别注意。

剪切力是能够使材料产生剪切变形的力。

判断是否“剪切”的关键是材料的横截面是否发生相对错动。

因此,菜刀切菜不是剪切现象(因蔬菜的横截面没有发生相对错动),而用剪刀剪指甲则是(指甲的横截面发生相对错动。注:用指甲剪剪指甲不是一种剪切现象,虽然它同样能把指甲剪下来。它属于挤压变形)。

“剪切力”的来源,当然是压力造成的。也可以说,剪切力是一种特殊形式的压力。

扩展资料

剪力墙结构利用建筑的内墙或外墙做成剪力墙以承受垂直和水平荷载的结构。剪力墙一般为钢筋混凝土墙,高度和宽度可与整栋建筑相同。因其承受的主要荷载是水平荷载,使它受剪受弯,所以称为剪力墙。剪力墙结构的侧向刚度很大,变形小,既承重又围护,适用于住宅和旅游等建筑。

剪力墙防震特点:地震时,由于地震波的作用产生地面运动,通过房屋基础影响上部结构,使结构产生振动,房屋振动时产生的惯性力就是地震荷载。地震波可能使房屋产生垂直振动与水平振动,但一般对房屋的破坏主要是由水平振动引起,因此,设计中主要考虑水平地震力。

地震荷载是惯性力,因此它的大小除了和结构的质量有关外,还和结构的运动状态有关,通常把结构的运动状态(各质点的位移、速度、加速度)称为地震反应。

地面运动情况可以由地面加速度波形来描述,不同的地震、不同的场地、不同的震中距都会产生不同的地面运动。据观测,在岩石等坚硬地基中,地震波的卓越周期大约是01∽03秒左右,而在深层软土地基中,其卓越周期可能达到15∽2秒。

这样的周期与一般的建筑物周期(03∽3秒)相当接近,因而一般建筑物的地震反应比较明显,在达到一定震动强度时,很容易引起震害。

高层建筑具有较长的自振周期,容易跟地震波中的长周期分量发生共振。大量震害表明:与低层建筑相比,高层建筑受地震影响的范围更广一些,振害后果也更严重一些,特别在软土地基上。

-剪切力

受力特点:作用在构件上的横向外力的合力大小相等,方向相反,作用线平行且距离很近。

变形特点:以两力之间的横截面为分界线,构件的两部分沿该面发生相对错动。

结构和机械中的连接件,如螺栓、销钉、键等,在传递力时主要发生局部承压和剪切变形。对于此类直接承受剪切的部件,在工程计算中常以受剪面上的剪力除以其面积得出的平均剪应力作为强度计算的依据。

扩展资料

构件在外力作用下的变形有四种基本形式:轴向拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。

1、拉伸或压缩

这类变形是由大小相等方向相反,力的作用线与杆件轴线重合的一对力引起的。在变形上表现为杆件长度的伸长或缩短,截面上的内力为轴力,横截面上的应力分布为沿着轴线反向的正应力,整个截面应力近似相等。

2、剪切

这类变形是由大小相等、方向相反、力的作用线相互平行的力引起的,横截面上的应力分布为沿着杆件截面平面内的的切应力,整个截面应力近似相等。

3、扭转

这类变形是由大小相等、方向相反、作用面都垂直于杆轴的两个力偶引起的。表现为杆件上的任意两个截面发生绕轴线的相对转动,截面上的内力为扭矩,横截面上的应力分布为沿着杆件截面平面内的的切应力,越靠近截面边缘,应力越大。

4、弯曲

这类变形由垂直于杆件轴线的横向力,或由包含杆件轴线在内的纵向平面内的一对大小相等、方向相反的力偶引起,表现为杆件轴线由直线变成曲线。截面上的内力为弯矩和剪力,在垂直于轴线的横截面上,弯矩产生垂直于截面的正应力,剪力产生平行于截面的切应力。

另外,受弯构件的内力有可能只有弯矩,没有剪力,这时称之为纯剪构件。越靠近构件截面边缘,弯矩产生的正应力越大。

--剪切试验

--剪切应力

--剪切

材料力学中规定取的单元体是左上右下为正,然后再根据剪应力互等定理推断其他。剪应力和正应力的关系得看是拉弯还是弯扭。

计算公式

1、平均剪应力

V——计算截面上所受的剪力;

A——计算截面面积;

b——截面宽;h——截面高。

2、基于剪力流的剪力计算公式

V——计算平面沿腹板平面作用的剪力;

S——计算剪应力处以上或以下截面对中和轴的面积矩(静矩);

I——截面惯性矩;

t——腹板厚度。

扩展资料:

剪应力与剪切应力:

作用在构件两侧面上的外力的合力是一对大小相等,方向相反,作用线相距很近的横向集中力。在这样的外力作用下,构件的变形特点是:以两力之间的横截面为分界线,构件的两部分沿该面发生相对错动。构件的这种变形形式称为剪切,其截面为剪切面。截面的单位面积上剪力的大小,称为剪应力。

剪切应力,物体由于外因(载荷、温度变化等)而变形时,在它内部任一截面(剪切面)的两方出现的相互作用力,称为“内力”。内力的集度,即单位面积上受到的内力称为“应力”。应力可分解为垂直于截面(剪切面)的分量,称为“正应力”或“法向应力”、

—剪应力

—剪切应力

如图:

从左至右分别是压应力,拉应力,剪切应力

应力=作用力/受力面积(就是将力平分到受力面上)

对于剪应力的理解,你可以先理解剪切力。

你可以想想用手在桌面上向前用力就是第三个图,力与作用面平行,然后用剪应力就是单位面积上物体受到的剪切力

1、正应力:垂直于截面的应力分量称为正应力(或法向应力),用σ表示。正应力表示零件内部相邻两截面间拉伸和压缩的作用。

2、正应变:该点处,某一方向的截面上所分布的法向应力所产生的长度方向的应变称为正应变。

3、切应力:相切于截面的应力分量称为剪应力或切应力,用τ表示。切应力表示相互错动的作用。

4、切应变:该点处,某一方向的截面上所分布的剪切力所产生的长度方向的应变称为切应变。也称为剪应变。

知识点延伸:

正应力和切应力的向量和称为总应力。正应力和切应力是度量零件强度的两个物理量。

1、正应力:垂直于截面的应力分量称为正应力(或法向应力),用σ表示。正应力表示零件内部相邻两截面间拉伸和压缩的作用。

2、正应变:该点处,某一方向的截面上所分布的法向应力所产生的长度方向的应变称为正应变。

3、切应力:相切于截面的应力分量称为剪应力或切应力,用τ表示。切应力表示相互错动的作用。

4、切应变:该点处,某一方向的截面上所分布的剪切力所产生的长度方向的应变称为切应变。也称为剪应变。

知识点延伸:

正应力和切应力的向量和称为总应力。正应力和切应力是度量零件强度的两个物理量。

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