Les boulons et autres types de connecteurs dans les structures subissent des forces au fur et à mesure que les structures sont chargées et déchargées. L’une des forces qui affectent les boulons est la contrainte de cisaillement. Lorsqu’un boulon relie deux ou plusieurs pièces, chacune d’entre elles peut transmettre des forces distinctes sur le boulon, souvent dans des directions différentes. Le résultat de ces forces opposées sur le boulon est une contrainte de cisaillement dans le plan à travers le boulon entre les deux composants connectés. Si les contraintes de cisaillement dans le boulon sont trop élevées, le boulon peut se rompre. Un exemple extrême de cisaillement est l’utilisation de coupe-boulons sur un boulon. Les deux lames des couteaux transmettent des forces opposées sur un seul plan du boulon, ce qui donne un boulon coupé. La détermination de la contrainte de cisaillement d’un boulon est un calcul simple à l’aide de quelques entrées seulement.
Utilisez la règle ou les étriers numériques pour mesurer l’épaisseur de chaque pièce de l’assemblage boulonné. Étiqueter chaque épaisseur t1, t2, t3, t1, t2, t3, et ainsi de suite.
Calculer la contrainte de cisaillement à l’aide de la formule τ = F/(d*(d*(t1+t2)) si le boulon relie deux plaques où chaque plaque est soumise à une force (F) dans des directions opposées. Ce cas de charge est appelé cisaillement simple. Par exemple, si deux plaques de 1 pouce d’épaisseur sont reliées par un boulon de 1 pouce de diamètre (d) et que chaque plaque est soumise à une force de 45,4 kg, alors τ = 50 psi.
Calculer la contrainte de cisaillement à l’aide de la formule τ = F/(2d*(t1+t2+t3)) si le boulon relie trois plaques, où la plaque centrale subit une force dans une direction et les deux autres plaques subissent une force dans l’autre direction. Ce cas de charge est considéré comme un cisaillement double parce que le cisaillement se produit dans deux plans différents dans le boulon. Par exemple, si trois plaques d’une épaisseur de 1 pouce sont reliées par un boulon d’un diamètre (d) de 1 pouce et que les plaques sont soumises à une force de 45,4 kg, alors τ = 16,7 psi.
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