剪切强度

✍ dations ◷ 2025-06-29 00:49:20 #结构工程,机械工程

剪切强度(Shear strength)是工程学名词,是一个描述物质对抗剪切力强度的专有名词,也就是物质在承受剪切力时会出现降伏或是结构失效(英语:structural failure)时的剪切力强度。剪切力是二个彼此平行,方向相反的力,当用剪刀剪纸张时,纸张就是因为剪切力而剪开。

在结构工程及机械工程中,设计许多零件或是结构的尺寸时,需要考虑材料的剪切强度,例如梁、浅基础(英语:Shallow foundation)及螺丝都是要考虑剪切强度的零件。若是钢筋混凝土梁,会用肋筋(Stirrups)来增强梁的剪切强度。

剪应力 τ {\displaystyle \tau } 的计算方式如下

其中

一般而言,:延性材料(例如铝)会因为剪切力而失效,而脆性材料(例如铸铁)会因为伸张力而失效,细节可参考极限抗拉强度。

若要计算剪切强度,假设失效的力是F,已知抵抗施力的面积(例如承受剪力的螺栓截面),极限剪切强度( τ {\displaystyle \tau } )为:

以下是各材料的抗拉强度、降伏强度及剪切强度的大略比较:

USS:极限剪切强度,UTS:极限抗拉强度,SYS:剪切降伏强度,TYS:抗拉降伏强度

为了要从试样中得到剪切强度的值,有许多不同的测试标准,包括不同的材料种类及测试条件。美国量测剪切强度的ASTM标准有ASTM B831、D732、D4255、D5379及D7078。国际上的ISO测试标准有ISO 3597、12579及14130。

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