مقاومت برشی یک محافل از جنس استنلس استیل چیست؟

حلقه های استیل ضد زنگ ، همچنین به عنوان حلقه های نگهدارنده فولاد ضد زنگ یا حلقه های نگهدارنده شناخته می شود ، اتصال دهنده های مهمی هستند که در مهندسی مکانیک برای قرار دادن قطعات و جلوگیری از حرکت محوری قطعات روی شفت ها یا سوراخ ها استفاده می شوند. در میان بسیاری از شاخص های عملکرد ، مقاومت برشی یک پارامتر اصلی برای اندازه گیری ظرفیت بار و قابلیت اطمینان است. درک و محاسبه مقاومت برشی محافل از جنس استنلس استیل برای اطمینان از عملکرد تجهیزات ایمن و پایدار بسیار مهم است.

قدرت برشی چیست؟

مقاومت برشی به توانایی یک ماده در مقاومت در برابر تغییر شکل برشی یا شکستگی در هنگام قرار گرفتن در معرض نیروهای برشی اشاره دارد. برای یک محافل از جنس استنلس استیل ، نیرویی که وقتی لبه درونی یا بیرونی آن با یک جانبی یک مؤلفه جفت گیری (مانند شکاف روی شافت یا شیار در سوراخ) تماس می گیرد ، تحت نیروی محوری قرار می گیرد. اگر این نیروی برشی از حد برشی ذاتی مواد دایره ای فراتر رود ، دایره در برشی شکست می خورد ، از شکاف یا شکستن بیرون می آید و از این طریق عملکرد نگهدارنده خود را از دست می دهد.

استحکام برشی یک خاصیت ذاتی یک ماده است که از نزدیک با عواملی مانند ترکیب شیمیایی آن ، ساختار کریستال ، فرآیند تصفیه حرارتی و درجه سخت شدن کار سرماخوردگی مرتبط است. برای محافل از جنس استنلس استیل ، مواد متداول مانند 304 ، 316 یا 17-7ph بسته به درجه فولاد خاص و فرآیند تولید در استحکام برشی متفاوت است.

عوامل مؤثر بر مقاومت برشی محافل از جنس استنلس استیل

ظرفیت بارگذاری واقعی یک محافل از جنس استنلس استیل یا ظرفیت فشار استاتیک آن ، صرفاً با مقاومت برشی مواد تعیین نمی شود. این یک نتیجه جامع است. چندین عامل اصلی در مقاومت برشی یک دایره نقش دارند:

خواص مواد: نمرات مختلف فولاد ضد زنگ دارای خواص مکانیکی اساسی بسیار متفاوت است. به عنوان مثال ، فولادهای ضد زنگ بارش باران ، مانند 17-7PH (ASTM A693) ، از طریق فولادهای ضد زنگ آستنیتی معمولی (مانند 304 و 316) از طریق راه حل ویژه و درمان های پیری به مقاومت برشی به طور قابل توجهی بالاتر می رسند. مواد با استحکام بالا می توانند به طور موثری حد برشی یک دایره را افزایش دهند.

سطح مقطع: سطح مقطعی از حلقه در تماس با مؤلفه جفت گیری ، مستقیم ترین عامل تعیین ظرفیت برشی است. ضخامت دایره یک پارامتر کلیدی است که بر این منطقه مقطعی تأثیر می گذارد. با توجه به یک ماده معین ، هر چه دایره ضخیم تر باشد ، نیروی برشی بیشتر می تواند در برابر آن مقاومت کند. به همین دلیل است که دایره های سری ضخیم تر یا سنگین اغلب برای کاربردهای سنگین انتخاب می شوند.

هندسه شیار:

عمق شیار: عمق شیار مستقیماً ناحیه تماس بین دایره و دیواره شیار را تعیین می کند. عمق شیار کم عمق باعث کاهش ناحیه تماس بین دایره و شیار می شود و خطر خرابی برشی را افزایش می دهد.

سختی دیواره شیار: اگر سختی دیواره شیار مؤلفه جفت گیری (شافت یا سوراخ) کافی نباشد ، دیواره شیار ممکن است به صورت پلاستیکی تغییر شکل یا عملکرد قبل از محفظه در معرض زور قرار دهد و باعث می شود تا دایره ای بیرون بیاید. بنابراین ، مقاومت برشی دایره باید با قدرت فشاری و سختی دیوار شیار مطابقت داشته باشد.

شعاع گوشه ای شیار: محفظه های نادرست طراحی شده یا گوشه های گرد در قسمت پایین شیار می توانند باعث غلظت استرس شوند و ظرفیت بار برشی موثر کل سیستم را کاهش می دهد.

انحراف دایره: هنگامی که در معرض نیروی محوری قرار می گیرد ، دایره برای دستیابی به عملکرد نگهدارنده خود ، تغییر شکل الاستیک جزئی انجام می دهد. اگر بار خیلی زیاد باشد ، ممکن است دایره دچار تغییر شکل پلاستیک شود. حتی بدون شکستگی برشی ، تغییر شکل دائمی ممکن است از بازگشت آن به شکل اصلی خود جلوگیری کند و منجر به شکست شود.

محاسبه و کاربرد مقاومت برشی

در طراحی مهندسی ، یک فرمول اغلب برای برآورد ظرفیت رانش استاتیک نظری محافل از جنس استنلس استیل استفاده می شود. این محاسبه به طور معمول پارامترهایی مانند استحکام برشی مواد دایره ای ، سطح مقطع حلقه و قطر شیار را در نظر می گیرد. به عنوان مثال:

fs = d⋅t اتوم

FS: ظرفیت رانش استاتیک

D: قطر شیار

T: ضخامت دایره

π: pi

SS: مقاومت برشی نهایی مواد دایره ای

لازم به ذکر است که این فرمول فقط یک تخمین نظری است. در برنامه های واقعی ، لازم است فاکتور ایمنی و تأثیر بارهای پویا ، لرزش ، شوک و سایر عوامل در عملکرد دایره را در نظر بگیرید. بنابراین ، هنگام انتخاب یک حلقه ، معمول است که به مشخصات دقیق محصول و منحنی های عملکردی سازنده مراجعه کنید. این داده ها ، حاصل از آزمایش های گسترده و آزمایش ، با ارزش تر از محاسبات نظری ساده هستند.

چرا قدرت برشی اینقدر مهم است؟

مقاومت برشی یک محافل از جنس استنلس استیل برای عملکرد آن به عنوان یک مؤلفه مهم مکانیکی اساسی است. یک دایره با مقاومت برشی کافی نمی تواند ناگهان شکست بخورد وقتی در معرض ضربه غیر منتظره یا بارهای زیاد پایدار قرار گیرد. این شکست نه تنها باعث جابجایی مؤلفه می شود بلکه می تواند واکنش زنجیره ای را نیز به وجود آورد و منجر به خرابی جدی مکانیکی و حتی خطرات ایمنی می شود. $ $