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紧固件剪切力也有单双之分

发表时间:2020-6-12 9:31:55  作者:三圆  来源:三圆  浏览量:2360

航空紧固件的强度能力通常在零件的采购规范中通过最小抗拉强度和最小双剪切强度来标称。这些数值通常是将设计允许的极限应力值乘以应力作用的横截面积而得出。对于制造商来说,每一个生产批次都需要进行验收测试,以验证每一批次紧固件的强度符合设计许用要求。这里需要注意的是剪切力的评定是按照双剪切形式来计算的。那么双剪切和单剪切有什么区别?在紧固件连接上采用双剪切设计有哪些优劣呢?

双剪切和单剪切

对于单剪切来说,力F试图将被连接的两块板分离;连接它们的螺栓在两块板分开的平面上承受剪切力。对于整个螺栓来说,仅在这一个平面上存在剪切力,也就是说整个力F仅由这个单个的剪切平面抵抗。

如果将接头由两块板改为三块板,中间的板被力F分开;这个总力F实际上是施加在两个平面上,即每两块板之间分开的平面上作用F/2。现在同一个螺栓在两个不同平面上受到迫使板分离的剪切力,也就是说它只需要一半的横截面积即可抵抗相同的外力F,这就是典型的双剪切力。

双剪切力的优势和不足

采用双剪切设计,同一个紧固件可以有两个剪切平面,因此它可以承受两倍的剪切力载荷,这实际上会减少结构紧固件的使用数量。不足之处是随着夹层厚度的增加,紧固件的夹层长度也需要增加,也就是说紧固件会变长,这间接会增加紧固件的使用重量。

在某些应用情况下,比如连接位置处剪切力并不大,使用一排单剪力连接就可以安全地承受载荷,那么使用单剪切力设计就无可厚非。既可以减少板材的数量,又不会因使用更长的紧固件而造成增重的问题。

单剪切头相比于双剪切头来说,强度会低一些,但是却也广泛地应用在飞机结构中。比如在飞机组装过程中,有些位置会受到限制而只能从单侧进行安装,所以单面安装紧固件被设计成可以从一侧进行夹紧。这类紧固件比较典型的应用是将蒙皮固定在飞机结构上,在这类应用中因为要保持飞机外表面空气动力学的光滑度,因此经常使用沉头类紧固件。

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