전단 강도

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공학에서 전단강도란 재료 또는 구성요소가 전단에서 고장났을 때 항복 유형 또는 구조적 파괴에 대한 재료 또는 구성요소의 강도입니다.전단하중은 힘의 방향에 평행한 평면을 따라 재료에 슬라이딩 고장을 일으키는 경향이 있는 힘이다.종이를 가위로 자르면 종이가 잘리지 않는다.

구조 및 기계 공학에서 구성요소의 전단 강도는 구성요소(예: 보, 플레이트 또는 볼트)의 제조 또는 구조에 사용되는 치수 및 재료 설계에 중요합니다.철근콘크리트보에서 철근(레바) 등자의 주된 목적은 전단강도를 높이는 것이다.

방정식

전단 응력$\delta {\displaystyle }$(\$displaystyle\tau)$의 경우

${\displaystyle \displaystyle = displayfrac {\displays _ {1}-\displays _ {3} {2}}$

어디에

$§$ $1 (\displaystyle\displaystyle_{$1$$})은 주요 스트레스입니다.

$§$ ${\displaystyle {3\mathrm{}}_{}}$($디스플레이 스타일)_{$3$$})은 경미한 주요 스트레스입니다.

일반적으로 연성 재료(예: 알루미늄)는 전단에서는 실패하지만, 메짐성 재료(예: 주철)는 장력에서는 실패한다.인장 강도를 참조하십시오.

계산 방법:

고장 시 총력(F)과 내력 영역(예: 전단 하중을 받는 볼트의 단면)을 고려할 때, 최종 전단 강도(${\displaystyle }$ ${displaystyle \tau$는 다음과 같습니다.

$\displaystyle \displays = flac {F}{A}} = flac {F} {\pi r_{\text {bolt} ^{2}} = flac {4}F}{\pi d_{\text{bolt}}^{2}}}}$

평균 전단 응력의 경우

${\displaystyle\text{avg}}=flac{V}{A}}}$

어디에

${\displaystyle {}_{}}$§$avg(\displaystyle$ \displaystyle $_{\text{avg}})$는 평균 전단 응력입니다.

$(\displaystyle$ V$)$는 부품의 각 부분에 가해지는 전단력입니다.

$\$^[1]$displaystyle$A는$$ 섹션의 ${\displaystyle \mathrm{영역}}$입니다.

평균 전단 응력은 V의 $총{\displaystyle }$ 힘$(\displaystyle$ V$)$으로도 정의할 수 있습니다.

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

이것은 평균 응력일 뿐 실제 응력 분포는 균일하지 않습니다.실제 적용에서 이 방정식은 근사치만 제공하며 최대 전단 응력은 더 높아집니다.응력은 종종 부품에 균등하게 분포되지 않으므로 ^[2]추정치를 고려하려면 전단 강도가 더 커야 합니다.

비교

인장, 항복 및 전단 ^[3]강도와 관련된 매우 대략적인 가이드:

재료.	궁극의 강점 관계	항복 강도 관계
강철	USS = 약 0.75*UTS	SYS = 약 0.58*TYS
연성 다리미	USS = 약 0.9* UTS	SYS = 약 0.75*TYS.
가단 주철	USS = 약 1.0*UTS
연철	USS = 약 0.83*UTS
주철	USS = 약 1.3* UTS
알루미늄	USS = 약 0.65*UTS	SYS = 약 0.55*TYS

USS: 극한 전단 강도, UTS: 극한 인장 강도, SYS: 전단 항복 응력, TYS: 인장 항복 응력

인장 및 항복 강도와 같은 전단 강도에 대한 발표된 표준 값은 없습니다.대신, 최종 인장 강도의 60%로 추정되는 것이 일반적입니다.전단 강도는 비틀림 ^[4][5]강도와 동일한 비틀림 시험을 통해 측정할 수 있습니다.

재료.	궁극의 스트레스(Ksi)	극한 응력(MPa)
섬유유리/에폭시(23℃)[6]	7.82	53.9

물리적 표본에서 측정된 값이 필요한 경우, 다양한 재료 범주 및 테스트 조건을 포함하는 여러 가지 테스트 표준을 사용할 수 있습니다.미국에서 전단강도 측정을 위한 ASTM 규격에는 ASTM B769, B831, D732, D4255, D5379 및 D7078이 포함됩니다.국제적으로 전단 강도에 대한 ISO 시험 표준에는 ISO 3597, 12579 및 14130이 ^[7]포함됩니다.

「 」를 참조해 주세요.

• 전단 계수
• 전단 응력
• 전단 변형률
• 전단강도(토양)
• 전단 강도(불연속성)
• 재료의 강도
• 인장 강도

레퍼런스