2.剪切强度计算 (1) 剪切强度条件剪切强度条件就是使构件的实际剪应力不超过材料的许用剪应力。
[]sF A ττ=≤(5-6)这里[τ]为许用剪应力，单价为Pa 或MPa 。
由于剪应力并非均匀分布，式(5-2)、(5-6)算出的只是剪切面上的平均剪应力，所以在使用实验的方式建立强度条件时，应使试件受力尽可能地接近实际联接件的情况，以确定试样失效时的极限载荷τ0，再除以安全系数n ，得许用剪应力[τ]。
[]n ττ=(5-7)各种材料的剪切许用应力应尽量从相关规范中查取。
一般来说，材料的剪切许用应力[τ]与材料的许用拉应力[σ]之间，存在如下关系： 对塑性材料：[]0.60.8[]τσ=对脆性材料：[]0.8 1.0[]τσ=(2) 剪切实用计算剪切计算相应地也可分为强度校核、截面设计、确定许可载荷等三类问题，这里就不展开论述了。
但在剪切计算中要正确判断剪切面积，在铆钉联接中还要正确判断单剪切和双剪切。
下面通过几个简单的例题来说明。
例5-1 图5-12(a)所示电瓶车挂钩中的销钉材料为20号钢，[τ]＝30MPa ，直径d=20mm 。
挂钩及被连接板件的厚度分别为t ＝8mm 和t 1＝12mm 。
牵引力F=15kN 。
试校核销钉的剪切强度。
图5-12 电瓶车挂钩及其销钉受力分析示意图解：销钉受力如图5-12(b)所示。
根据受力情况，销钉中段相对于上、下两段沿m-m 和n-n 两个面向左错动。
所以有两个剪切面，是一个双剪切问题。
由平衡方程容易求出：2s F F =销钉横截面上的剪应力为：332151023.9MPa<[]2(2010)4s F A ττπ-⨯===⨯⨯故销钉满足剪切强度要求。
例5-2 如图5-13所示冲床，F max =400KN ，冲头[σ]=400MPa ，冲剪钢板的极限剪应力τb =360 MPa 。
试设计冲头的最小直径及钢板最大厚度。
图5-13 冲床冲剪钢板及冲剪部分受力示意图解：(1) 按冲头压缩强度计算dmax max2=[]4F F d Aσσπ=≤所以3max 644400100.034 3.4[]40010F d m cmπσπ⨯⨯≥===⨯⨯(2) 按钢板剪切强度计算t钢板的剪切面是直径为d 高为t 的柱表面。
maxs b F F A dt ττπ==≥所以3max 26400100.0104 1.043.41036010b F t m cm d πτπ-⨯≤===⨯⨯⨯⨯例5-3 如图5-14所示螺钉受轴向拉力F 作用，已知[τ]=0.6[σ]，求其d ：h 的合理比值。
图5-14 螺钉受轴向拉力示意图解：螺杆承受的拉应力小于等于许用应力值：24[]N F F A d σσπ==≤ 螺帽承受的剪应力小于等于许用剪应力值：[]s F F A dh ττπ==≤当σ、τ同时分别达到[σ]、[τ]时．材料的利用最合理，既240.6F F dh d ππ=所以可得: 2.4d h------=extPart_01C9B6CD.第二节冲压常用材料的化学成分和力学性能一、黑色金属二、有色金属三、非金属一、黑色金属1.深拉深用冷轧钢板发化学成分和力学性能1）深拉深钢板的化学成分深拉深用冷轧钢板主要有08Al、08F、08、及10、15、20钢。
其化学成分如表8—44所示。
表8—44深拉深冷轧薄钢板的化学成分（GB/T5213—1985和GB/T710—1991）钢板化学成分（质量分数 %）C Si Mn P S Ni Cr Cu Al08Al ≤0.08 ≤0.03 0.35～0.45≤0.020≤0.03≤0.01≤0.03≤0.150.02～0.0708F 0.05～0.11≤0.030.25～0.50≤0.040≤0.04≤0.25≤0.10≤0.25—08 0.05～0.120.17～0.370.35～0.65≤0.035≤0.04≤0.25≤0.10≤0.25—10 0.07～0.140.17～0.370.35～0.65≤0.035≤0.04≤0.25≤0.15≤0.25—15 0.12～0.190.17～0.370.35～0.65≤0.040≤0.04≤0.25≤0.25≤0.25—200.17～0.240.17～0.370.35～0.65≤0.040≤0.04≤0.25≤0.25≤0.25—（2）影响钢板冲压性能的主要因素化学成分、金属组织、力学性能和表面质量等均影响冲压性能在上述钢号中用量最大的是08钢，并有沸腾钢与镇静钢之分，沸腾钢08F价廉，表面质量好，但偏析比较严重，且有“应变时效”倾向，对于冲压性能要求高，外观要求严格的零件不适合。
08Al镇静钢板价格较高，但性能均匀，“应变时效”倾向小，适用于汽车、拖拉机覆盖件的拉深。
1）08钢中主要元素对冲压性能的影响（表8—45）表8—45主要元素对08钢冲压性能的影响2）深拉深冷轧薄板铁素体晶粒度的标准（表8—46）表8—46深拉深冷轧薄钢板铁素体晶粒级别1)铝镇静钢08Al按其拉深质量分为三级：ZF—拉深最复杂零件；HF—拉深很复杂零件；F—拉深复杂零件2)其他深冲薄钢板（包括热轧板）按冲压性能分级为：Z—最伸拉深件；S—深拉深件；P—普通拉深件3)深拉深冷轧薄钢板的力学性能（表8—47）表8—47深拉深冷轧薄钢板的力学性能（GB/T5213—1985和GB/T710—1991）4)深拉深冷轧薄钢板的杯突试验冲压深度（表8—48）表8—48深拉深冷轧薄钢板的杯突试验冲压深度（GB/T5213—1985和GB/T710—1991）2.常用材料的力学性能（1）黑色金属材料的力学性能（表8—49）表8—49黑色金属材料的力学性能（2）钢在加热时的抗剪强度（表8—50）表8—50钢在加热状态的抗剪强度（单位：MPa）(3) 普通碳素钢冷弯实验指标（8-51）表8—51普通碳素钢冷弯试验指标（GB700—1988）牌号试样方向冷弯试验B=2a180°备注钢材厚度或直径/mm≤60 >60～100 >100～200弯心直径dQ195 纵0——各牌号A级钢的冷弯试验，在需方有要求时才进行冷弯试验合格时，抗拉强度上限可以不作交货条件横0.5aQ215 纵0.5a 1.5a 2a 横 a 2a 2.5aQ235 纵 a 2a 2.5a 横 1.5a 2.5a 3aQ255 2a 3a 3.5a Q275 3a 4a 4.5a注：B—试样宽度二、有色金属有色金属的力学性能（表8—52）表8—52有色金属的力学性能材料名称牌号材料状态抗剪强度τ/MPa抗拉强度/MPa伸长率/(%)屈服点/MPa弹性模量E/MPa铝1070A,1050A1200已退火80 75～110 25 50～8072000 冷作硬化100 120～150 4 120～240铝锰合金3A21已退火70～100 110～145 19 5071000 半冷作硬化100～140 155～200 13 130铝镁合金铝镁铜合金SA02已退火130～160 180～230—10070000 半冷作硬化160～200 230～280 210高强度铝镁铜合金7A04已退火170 250———淬硬并经人工时效350 500 460 70000镁锰合金MB1MB8已退火120～140 170～190 3～5 98 43600已退火170～190 220～230 12～24 14040000 冷作硬化190～200 240～250 8～10 160硬铝2Al12 已退火105～150 150～215 12 ——锌Zn-3～Zn-6 —120～200 140～230 40 75 80000～130000 铅Pb-3～Pb-6 —20～30 25～40 40～50 5～10 15000～17000 锡Sn1～Sn4 —30～40 40～50 —12 41500～55000钛合金TA2退火360～480 450～600 25～30——TA3 440～600 550～750 20～25TA5 640～680 800～850 15 800～900 104000镁合金MB1冷态120～140 170～190 3～5 120 40000 MB8 150～180 230～240 14～15 220 41000 MB1 预热300℃30～50 30～50 50～52 —40000 MB8 50～70 50～70 58～62 —41000银———180 50 30 81000 可伐合金Ni29Co18 —400～500 500～600 ———康铜BMn40-1.5软—400～600 ———硬—650 ———钨—已退火—720 0 700 312000未退火—1491 1～4 800 380000 钼—已退火20～30 1400 20～25 385 280000未退火32～34 1600 2～5 595 300000三、非金属（1）非金属材料的极限抗剪强度（表8—53）表8—53非金属材料的极限抗剪强度（单位：MPa）材料名称极限抗剪强度τ管状凸模裁切普通凸模冲裁纸胶板布胶板玻璃布胶板金属箔的玻璃布胶板金属箔的纸胶板环氧酚醛玻璃布板工业橡胶板石棉橡胶人造橡胶，硬橡胶层压纸板层压布板绝缘纸板厚纸板100～13090～100120～140130～150110～130180～2101～64040～70100～13090～10040～7030～40140～200120～180160～185160～220140～200210～24020～80——140～200120～18060～10040～80（2）非金属材料加热时的抗剪强度（表8—54）表8—54非金属材料加热时的抗剪强度注：表列抗剪强度用于普通凸模冲裁时的计算值。
[]s F F A dh ττπ==≤=600000/（3.14*260*5）＜0.6*235 =600000/4082 ＜141MPa =146MPa 大于了许用剪切力，不合理。