復(fù)合材料縱橫剪切強(qiáng)度簡介

中文名稱

復(fù)合材料縱橫剪切強(qiáng)度

英文名稱

longitudinal-transverse shear strength of composite

定　　義

單層纖維增強(qiáng)復(fù)合材料沿正軸縱向和橫向純剪切載荷作用下的極限剪應(yīng)力。

應(yīng)用學(xué)科

材料科學(xué)技術(shù)（一級學(xué)科），復(fù)合材料（二級學(xué)科），復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計及表征、測試（三級學(xué)科）

剪切強(qiáng)度是指材料承受剪切力的能力，代號σc，指外力與材料軸線垂直，并對材料呈剪切作用時的強(qiáng)度極限。以平方毫米為單位，在這個面積里所受到的單位壓力稱為剪切強(qiáng)度。千牛頓除單位面積，kN/mm²;。

剪切強(qiáng)度是指材料承受剪切力的能力。不銹鋼復(fù)合板的剪切強(qiáng)度是指兩種金屬的復(fù)合界面承受剪切力的能力。國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T8165-2008）規(guī)定，不銹鋼復(fù)合板剪切強(qiáng)度為210MPa。在生產(chǎn)實踐中，熱軋不銹鋼復(fù)合板的剪切強(qiáng)度可以達(dá)到345MPa。剪切強(qiáng)度的大小表示不銹鋼復(fù)合板的覆層和基層結(jié)合的牢固程度。而結(jié)合越牢固，不銹鋼復(fù)合板的工藝性能越優(yōu)異。因此剪切強(qiáng)度是不銹鋼復(fù)合板最重要的技術(shù)指標(biāo)。除了剪切強(qiáng)度以外，不銹鋼復(fù)合板其他力學(xué)性能包括：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率、沖擊性能，內(nèi)外彎試驗等。

剪切強(qiáng)度（Shear strength）是工程學(xué)名詞，是一個描述物質(zhì)對抗剪切力強(qiáng)度的專有名詞，也就是物質(zhì)在承受剪切力時會出現(xiàn)降伏或是結(jié)構(gòu)失效時的剪切力強(qiáng)度。剪切力是二個彼此平行，方向相反的力，當(dāng)用剪刀剪紙張時，紙張就是因為剪切力而剪開。

在結(jié)構(gòu)工程及機(jī)械工程中，設(shè)計許多零件或是結(jié)構(gòu)的尺寸時，需要考慮材料的剪切強(qiáng)度，例如梁、淺基礎(chǔ)及螺絲都是要考慮剪切強(qiáng)度的零件。若是鋼筋混凝土梁，會用肋筋（Stirrups）來增強(qiáng)梁的剪切強(qiáng)度。

剪應(yīng)力τ的計算方式如下

一般而言，延性材料（例如鋁）會因為剪切力而失效，而脆性材料（例如鑄鐵）會因為伸張力而失效，細(xì)節(jié)可參考極限抗拉強(qiáng)度。

若要計算剪切強(qiáng)度，假設(shè)失效的力是F，已知抵抗施力的面積（例如承受剪力的螺栓截面），極限剪切強(qiáng)度為：

剪切強(qiáng)度表示粘接型膠黏劑在受切線方向的應(yīng)力時單位面積上的最大斷裂負(fù)荷。根據(jù)受力方式可分為拉伸剪切強(qiáng)度、壓縮剪切強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)剪切強(qiáng)度、彎曲剪切強(qiáng)度等幾種，其中拉伸剪切強(qiáng)度最常用。拉伸剪切強(qiáng)度測定試片一般為12.5cm×2.5cm×1.6mm，采用單面搭接，搭接面長度約12.5mm±0.25mm。測定時試片經(jīng)過表面處理后，將膠黏劑均勻涂在試片上，然后將兩片試片疊合，在規(guī)定的條件下進(jìn)行固化，兩片試片疊合后寬度方向的錯位不超過0.5mm。試片在拉伸試驗機(jī)上以lOmm/min的恒定拉伸速度施加負(fù)荷，直到試片膠層破壞為止。記下試驗機(jī)刻度盤上的破壞負(fù)荷，并按下式計算剪切強(qiáng)度(W)：

W=P/F=P/ab

式中，P為破壞負(fù)荷，N;F為搭接面積，cm2;a為搭接面長，cm;b為搭接面寬，cm。測試片不少于五對，搭接面積應(yīng)根據(jù)每對試片破壞后實際測量的數(shù)值進(jìn)行計算，精確到0.01cm2。在較高、較低溫度下長期工作的膠黏劑應(yīng)測不同溫度下的強(qiáng)度。通常的測試溫度為一60℃、0℃、60℃、100℃、150℃、200℃和250℃，測試時應(yīng)在試驗機(jī)上裝上加熱或冷卻裝置，測試樣應(yīng)在測試溫度下保持30~45min。

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