
【機】 allowable shearing stress
admit; allow; allow of; permit; sufferance; tolerate
【計】 allowed
【化】 shear(ing) stress
容許剪應力(Allowable Shear Stress)是材料力學與工程設計中關鍵的安全性能指标,指材料或結構在确保安全的前提下所能承受的最大剪應力值。其核心含義包含以下要點:
漢英對照
物理本質
表示材料在剪切載荷作用下不發生失效(如屈服、斷裂)的應力阈值,單位為帕斯卡(Pa)或兆帕(MPa)。該值需低于材料的極限剪應力(Ultimate Shear Stress),以确保安全裕度。
安全設計基礎
工程師依據容許剪應力設計構件尺寸(如螺栓連接、梁腹闆、焊接接頭),确保實際工作剪應力($tau{text{實際}}$)滿足:
$$ tau{text{實際}} leq tau{text{容許}} $$ 其中 $tau{text{容許}} = frac{tau_{text{極限}}}{n}$($n$ 為安全系數)。
材料特性主導
安全系數($n$)的選取
考慮載荷類型(靜載/動載)、制造工藝、環境腐蝕等因素,$n$ 通常取 1.5~3.0。
機械連接設計
結構工程關鍵參數
中國國家标準
國際标準與教材
材料 | 容許剪應力(MPa) | 依據标準 |
---|---|---|
Q235 鋼材 | 100~120 | GB 50017-2017 |
C30 混凝土 | 1.43 | GB 50010-2010 |
6061鋁合金 | 70~90 | ASTM B209 |
注:實際工程需嚴格按現行規範取值并考慮荷載組合效應。
容許剪應力是材料在承受剪切力時允許使用的最大應力值,需結合安全系數确定,确保結構安全。以下是詳細解釋:
一、基本定義 容許剪應力(Allowable Shear Stress)指工程設計中材料能長期安全承受的最大剪應力值。該值通常基于材料剪切強度除以安全系數得出。例如,鋼材容許剪應力常取剪切強度的50%-60%。
二、相關公式 計算表達式為: $$ tau{allow} = frac{tau{ult}}{n} $$ 其中$tau_{ult}$為材料的極限剪切強度,$n$為安全系數(一般取1.5-3)。
三、工程應用特性
四、對比概念
提示:具體數值需查閱工程規範,不同材料(混凝土/鋼材)的容許剪應力标準不同。
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