
【机】 allowable shearing stress
admit; allow; allow of; permit; sufferance; tolerate
【计】 allowed
【化】 shear(ing) stress
容许剪应力(Allowable Shear Stress)是材料力学与工程设计中关键的安全性能指标,指材料或结构在确保安全的前提下所能承受的最大剪应力值。其核心含义包含以下要点:
汉英对照
物理本质
表示材料在剪切载荷作用下不发生失效(如屈服、断裂)的应力阈值,单位为帕斯卡(Pa)或兆帕(MPa)。该值需低于材料的极限剪应力(Ultimate Shear Stress),以确保安全裕度。
安全设计基础
工程师依据容许剪应力设计构件尺寸(如螺栓连接、梁腹板、焊接接头),确保实际工作剪应力($tau{text{实际}}$)满足:
$$ tau{text{实际}} leq tau{text{容许}} $$ 其中 $tau{text{容许}} = frac{tau_{text{极限}}}{n}$($n$ 为安全系数)。
材料特性主导
安全系数($n$)的选取
考虑载荷类型(静载/动载)、制造工艺、环境腐蚀等因素,$n$ 通常取 1.5~3.0。
机械连接设计
结构工程关键参数
中国国家标准
国际标准与教材
材料 | 容许剪应力(MPa) | 依据标准 |
---|---|---|
Q235 钢材 | 100~120 | GB 50017-2017 |
C30 混凝土 | 1.43 | GB 50010-2010 |
6061铝合金 | 70~90 | ASTM B209 |
注:实际工程需严格按现行规范取值并考虑荷载组合效应。
容许剪应力是材料在承受剪切力时允许使用的最大应力值,需结合安全系数确定,确保结构安全。以下是详细解释:
一、基本定义 容许剪应力(Allowable Shear Stress)指工程设计中材料能长期安全承受的最大剪应力值。该值通常基于材料剪切强度除以安全系数得出。例如,钢材容许剪应力常取剪切强度的50%-60%。
二、相关公式 计算表达式为: $$ tau{allow} = frac{tau{ult}}{n} $$ 其中$tau_{ult}$为材料的极限剪切强度,$n$为安全系数(一般取1.5-3)。
三、工程应用特性
四、对比概念
提示:具体数值需查阅工程规范,不同材料(混凝土/钢材)的容许剪应力标准不同。
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