Siła ścinająca

Siły ścinające działają w jednym kierunku na górze i w przeciwnym kierunku na dole, powodując odkształcenie ścinające .

Pęknięcie lub rozdarcie może powstać w ciele w wyniku równoległych sił ścinających działających w przeciwnych kierunkach w różnych punktach ciała. Gdyby siły były ze sobą wyrównane, wydłużałyby lub skracały ciało, w zależności od ich kierunku, zamiast je rozrywać lub pękać.

Dalsze informacje: Naprężenie ścinające

W mechanice ciał stałych siły ścinające to niewspółosiowe siły działające na jedną część ciała w określonym kierunku, a drugą część ciała w przeciwnym kierunku. Kiedy siły są współliniowe (wyrównane względem siebie), nazywane są siłami rozciągającymi i siłami ściskającymi . William A. Nash definiuje siłę ścinającą w kategoriach płaszczyzn : „Jeśli płaszczyzna przechodzi przez ciało, siła działająca wzdłuż tej płaszczyzny nazywana jest siłą ścinającą lub siłą ścinającą ”.

Siła potrzebna do ścinania stali

Ta sekcja oblicza siłę potrzebną do cięcia kawałka materiału za pomocą ścinania. Istotną informacją jest obszar ścinanego materiału, tj. obszar, na którym zachodzi działanie ścinające, oraz wytrzymałość materiału na ścinanie. Jako przykład użyto okrągłego pręta stalowego. Wytrzymałość na ścinanie oblicza się z wytrzymałości na rozciąganie przy użyciu współczynnika, który wiąże te dwie wytrzymałości. W tym przypadku 0,6 odnosi się do przykładowej stali, znanej jako EN8 jasna, chociaż może się wahać od 0,58 do 0,62 w zależności od zastosowania.

   EN8 bright ma wytrzymałość na rozciąganie 800 MPa, a stal miękka, dla porównania, ma wytrzymałość na rozciąganie 400 MPa.

Aby obliczyć siłę ścinającą pręt o średnicy 25 mm ze stali jasnej EN8;

  powierzchnia pręta w mm ² = (12,5 ² )(π) ≈ 490,8 mm ²

     0,8 kN/mm ² × 490,8 mm ² = 392,64 kN ≈ 40 ton-siła

   40 ton-siła × 0,6 (do zmiany siły z rozciągania na ścinanie ) = 24 tony-siła

Podczas pracy z nitowanym lub napinanym połączeniem śrubowym siła pochodzi z tarcia między materiałami skręconymi razem. Śruby są odpowiednio dokręcone, aby utrzymać tarcie. Siła ścinająca ma znaczenie tylko wtedy, gdy śruby nie są dokręcone.

      Śruba o klasie właściwości 12.9 ma wytrzymałość na rozciąganie 1200 MPa (1 MPa = 1 N/mm2 ⁾ lub 1,2 kN/mm2 ^, a granica plastyczności wynosi 0,90 razy wytrzymałość na rozciąganie, w tym przypadku 1080 MPa.

     Śruba o klasie właściwości 4.6 ma wytrzymałość na rozciąganie 400 MPa (1 MPa = 1 N/mm2 ⁾ lub 0,4 kN/mm2 ^, a granica plastyczności jest 0,60-krotnością wytrzymałości na rozciąganie, w tym przypadku 240 MPa.

Zobacz też

• ASTM F568M , Własności mechaniczne różnych gatunków stalowych elementów złącznych
• Metoda wspornikowa
• Efekt odsprzedaży
• Prawa dynamiki Newtona § Trzecie prawo Newtona