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剪切应力和许用应力或拉伸应力什么关系
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本帖最后由 zhangjuhua 于
12:43 编辑
请问计算时，剪切应力和许用应力或拉伸应力什么关系
同事说JB4734上是0.8，asme上算例L-7好像取的0.7
发起有意义的议题
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剪切应力和许用压力不是一个概念，不是一个方向的力
许用压力？&
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本帖最后由 camialze 于
08:59 编辑
楼主说的这个系数是一个近似估算用的经验值吧？
看看剪切应力和许用应力的定义就不同。
许用应力和剪切应力是两个独立的概念；剪切应力、拉伸应力是实际应力范畴，许用应力是验校应力；强度理论的不同，得出的计算应力也不同，计算应力和许用应力的比较才是最终的评判结果(以及得出的安全系数)
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塑性材料[τ]=(0.6-0.8)[σ];
脆性材料[τ]=(0.8-1)[σ].
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本帖最后由 realben 于
22:03 编辑
谈谈我的理解吧，我是搞检验的不是设计，结构强度方面的知识就凭上学的那点记忆吧。
许用应力是什么？允许零件或构件承受的最大应力值。
GB150采用第一强度理论单纯考虑最大拉应力需要小于许用应力，许用应力是σb、σs、持久强度、蠕变极限除以各自的安全系数。跟剪应力没关系。
JB4732用第三强度理论，指临界条件为最大剪应力tmax=σs/2，而tmax =(σ1-σ3)/2 其中的s1、s3分别为该应力状态中的最大和最小主应力。所以(σ1-σ3)/2=σs/2 或(σ1-σ3)=σs，也就是说最大剪应力不大于屈服点就是第三强度理论核心要义。
下面来看看4732里面应力校核是怎么回事：
1、应力分类是这样的：每一种都包含了3向主应力和3向剪应力一共6个量。
2、然后计算每一种应力类型的最大3向主应力差，也就是最大剪应力。
3、然后计算各种类型的最大应力强度S1到S5。
4、最大应力强度的许用要求。
5、设计应力强度Sm的选取。
希望你能理解我的意思：最大剪应力得到各自的Pm，Pl，Pb，Q，F之类的，这些个东西组合成了各类最大应力强度S1到S5，各种S又要不大于Sm乘以各种系数。准确的说Sm乘以各种系数（K，1.5K之类的）才能叫做许用应力。
所以你这个问题的问法本身就很有问题，不是简单的一个系数关系。
也有可能是我的理解有问题，请科班设计来指正吧。
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深入讨论。
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漏了一个图，图片顺序乱了，理解着看吧..............
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本帖最后由 ztr1118 于
06:39 编辑
上面大多讲到校核时的失效判据，很深入，非常感谢。
不过我没有表达清楚，假如我只想的知道的剪切应力和许用应力的关系，有相关规定吗。
楼上讲 塑性材料[τ]=(0.6-0.8)[σ];；脆性材料[τ]=(0.8-1)[σ]只是个范围。
我们常遇到接管材料之类只有许用应力，没给剪切应力。那我们校核时该怎样确定剪切应力呢。
莫非取上面的下限值吗？
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zhangjuhua 发表于
上面大多讲到校核时的失效判据，很深入，非常感谢。
不过我没有表达清楚，假如我只想的知道的剪切应力和需 ...
我感觉您可能不是搞设计的，这些提出的问题让人不大好理解，如楼上几位所说的：剪应力和许用应力是不好比较的，如果你是长距离管道的应力校核而不考虑支吊架的弯距，适合第一强度理论，算最大拉应力跟许用应力的比较，这个时候 未完待续，换电脑发
小熊开始发飙啊……哈哈……
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我也来讲讲我的看法，许用应力包括很多种的应力值，如拉伸应力、剪切应力、屈服应力（液压试验圆筒的计算应力），还有分析设计时的一些应力等。个人认为，剪切应力和许用应力没有直接的关系，剪切应力是直接计算出来。
而楼主讲的可能的意思是：需要设定或选取许用剪切应力时，应该怎样选取，在有关标准中有的取0.8倍的拉伸许用应力作为许用剪切应力，也有的取0.7倍的拉伸许用应力作为许用剪切应力，由于系数的不统一而产生的疑惑。
其实，许用剪切应力值要看具体情况，且遵循相应的规范和标准取取值的。比如ASME的“坡口焊缝的许用剪切应力”=0.6倍的材料许用应力，其系数又不同；而在HGT
化工设备吊耳及工程技术要求标准中，吊耳的许用剪切应力也=0.6倍的材料许用拉伸应力；在JB/T铝制焊接容器中，4.3.2.2.许用拉伸应力乘上0.8得到许用剪切应力。所以都不尽相同。为此，还是具体情况具体分析和运用的好。没有万能公式去套用的。
多谢，JB/T.3.2.2.&
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龙哥继续跟进啊
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本帖最后由 zhangjuhua 于
09:09 编辑
感谢楼上各位热情解答，我问的有问题吧，表达不清楚。
剪切应力和许用应力 是一个范围,要根据具体材料具体分析。
我是看铝制换热器计算的，上面的[τ]/[σ]系数取0.8, 想知道是否有相关标准规定.
JB/T 铝制焊接容器&&4.3.2.2 确实规定可取0.8,是针对铝而言.
另外ASME&&UG-45 以及附录算例L7.5 都提到 系数0.7,可能针对钢吧.
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zhangjuhua 发表于
感谢楼上各位热情解答，我问的有问题吧，表达不清楚。
剪切应力和许用应力 是一个范围,要根据具体材料具体 ...
剪应力和许用应力是不好比较的。即使是根据第一强度理论，也不能说最大拉应力（环向应力）是许用应力除以安全系数吧？还要考虑其他高温、屈服之类的。 更何况不同强度理论许用应力的设定是不同的。4732的许用应力比150更复杂。 如果你是长距离管道的应力校核而不考虑支吊架的弯距，适合第一强度理论，算最大拉应力跟许用应力的比较，这个时候，按薄壁圆筒理论是忽略最小的那个径向应力σ3，其实这时候最大拉应力就是最大剪应力，因为最大剪应力σ1-σ3约等于最大拉应力σ3。如果是容器上接管的局部应力分析，要按4732的最大剪应力准则，算很多个S1到S5，然后再跟应力许用极限比较，这时候要加各种系数，跟第一强度理论的许用应力又不同了。 建议楼主要把工程力学有关强度理论的基础知识看看。
11:46 上传
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抗拉强度/安全系数
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本帖最后由 realben 于
13:15 编辑
zhangjuhua 发表于
感谢楼上各位热情解答，我问的有问题吧，表达不清楚。
剪切应力和许用应力 是一个范围,要根据具体材料具体 ...
ASME跟GB150不同，8-1卷不是单纯考虑第一强度理论的，例如UG23（c）。
而且UG45仅仅针对接管颈部而已，圆筒还是用薄膜应力算。接管根部各种载荷叠加引起的最大剪应力不得大于一个值，这个值怎么定呢，取个经验保守值0.7拉伸许用应力吧，就这么来的。
而我国的JB/T 铝制焊接容器，明明写了引用标准是GB150并且没有JB4732，那么可以认为应该依据第一强度理论，4.3.2.2没头没脑的说了一句剪切许用应力是0.8倍的许用拉伸，什么意思？也没说什么情况下要校核剪应力，难道是用有限元把所有涉及的部位剪应力算一遍然后再跟0.8倍许用拉伸比吗？求设计人员指教！我觉得这句话很扯，不知道怎么用这个值。
我在帝都培训，上课无聊拿pad打发时间敲敲字，北京的朋友要请我吃饭速速预约。
感谢耐心解释&
都在培训了你还有心思回帖子，又没人约你吃饭？哈哈……
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楼主想问的是： 剪应力的许用值怎么取！
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
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本帖最后由 6mkl 于
08:41 编辑
许用剪切应力的应用和产品的失效模式有关。容器设计准则与失效准则是一个问题的两个方面，采用何种设计准则就是采用何种失效准则的问题。设计容器时，首先应确定容器的失效准则，然后按失效准则进行选择强度理论和计算公式，并确定安全系数。
失效最终表现形式为“泄露”、“过度变形”和“断裂”，但失效不完全等同于破坏。压力容器失效形式大致可分为“强度失效”、刚度失效“、”失稳失效“和“泄漏失效”。压力容器的设计准则通常有：1、弹性失效准则；2、塑性失效准则；3、弹塑性失效准则；4、疲劳失效准则；5、断裂失效准则；6、蠕变失效准则；7、腐蚀失效等。
那么回过头来从强度理论来看：强度理论的作用就是在”计算应力“ 和 ”材料应力“ 之间搭个桥。那么第一强度理论即最大主应力理论。而第三强度理论又称最大剪应力理论，其要求产品所受的最大剪切应力小于材料的许用剪切力，从推到过程|T|=（σ1-σ3）/2 ，而σ1-σ3≤ [σ] ,则 |T|=[σ]/2&&可以看出在第三强度理论下”许用剪切应力”为“许用拉伸应力”的一半。为此，只要确定了产品的失效模式，选对了强度理论和计算公式，和相应的许用应力比较就可以了。
许用应力和剪切应力是两个独立的概念；
剪切应力、拉伸应力是实际应力范畴，许用应力是验校应力；强度理论的不同，得出的计算应力也不同，计算应力和许用应力的比较才是最终的评判结果(以及得出的安全系数)&
只要确定了产品的失效模式，选对了强度理论和计算公式，和相应的需用应力比较就可以了。&
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本帖最后由 6mkl 于
10:32 编辑
再补充一下，上面讨论的是针对整个设备的主应力而选择合适强度理论的应用情况。
但在常规设计下，对于设备的附件（如支座、吊耳、支撑……）、局部受力的原件（比如：卧式容器鞍座位置受剪切力，接管受外载荷而需要校核剪切应力时）以及其它的零部件（比如松式法兰、部分整体法兰的焊缝也需要剪切应力校核），就可以按照力学知识和标准中相关规定、要求进行计算和判定，判定的依据（许用剪切应力）在标准中都明确给出了规定值。如：GB150-.3.4中规定了法兰的许用剪切应力；GB151-1999中P65、67页规定了管板布管区周边的前切应力的许用值；JB/T 中P26页表7-7（续）中规定了筒体和封头的许用剪切应力，还有前面说的一些标准举例。至于为什么要这么取值，这是标准制定者考虑的问题，对于有兴趣者可以去考究一番。
所以，有剪切应力时不一定要用第三强度理论去解决，在常规设计规则下，遵循相应标准规范可以解决部分剪切计算和判定问题，楼主只要不断去总结，就会解决自己疑惑……
个人看法……仅供参考……
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TA的每日心情开心 09:13签到天数: 7 天[LV.3]偶尔看看IIUID610学术币539 帖子阅读权限50激情197
显示应力时，75% 是个什么意思！？
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TA的每日心情开心 08:46签到天数: 96 天[LV.6]常住居民IIUID51学术币14491 帖子阅读权限100激情1431
翻译几个名词先：
bonds：边界& && &
extrapolate： 外推，外插值 ，interpolate：内插，插值
conditional averaging ：条件平均& &&&threshold：阈值，门槛值
1& && &conditional averaging（条件平均）日常生活不是很常见，常用的是算术平均值和加权平均值。
& && &&&算术平均值：x=(X1+X2+…… +Xn)/n
& && &&&加权平均值： x=C1*X1+C2*X2+…… +Cn*Xn 这里Ci为系数（权）
& && &&&条件平均：一般是去掉一个最大值和两个最小值，然后算术平均。
2& && &4#的英文大意为：变量在边界的值来源于节点（node）的值，单元和面的各个量的数值来自于节点上这些量的外插值和内插值。 后处理中，result--option
& && &&&里面的那个 百分数，是用来指定节点的量如何被平均的。
& && &&&这个百分数（默认75%）就是平均阈值。不同的条件平均（不同的阈值）可能导致一下情形：即使节点的值相同，平均出来的单元上的值也不同。
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TA的每日心情开心 08:46签到天数: 96 天[LV.6]常住居民IIUID51学术币14491 帖子阅读权限100激情1431
The bounds for filtering based on element, nodal, or surface output variables are always based on the values of a variable at the nodes. Therefore, element- and surface-based output quantities are extrapolated and averaged at the nodes before comparing them against the user-defined bounds. The averaging settings in the Result Options dialog box determine how element- and surface-based variables are calculated at the nodes. For example, consider a case where elements are filtered based on Mises stress using the default averaging threshold of 75%. After extrapolation to the nodes, the values are averaged according to this threshold. This conditional averaging may result in several distinct values of Mises stress at the node based on contributions from the various elements to which the node belongs. Any element whose Mises stress contribution falls within the user-defined bounds is included in the display group.
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