Definition
Skjuvkraft är den inre krafter som verkar parallellt med ett materials tvärsnitt, vilket får angränsande lager att glida relativt varandra. Enheter: N/m² (Pa) eller psi.
Skjuvkraft vs. Normalkraft
- Normalkraft: Vinkelrät mot yta → drag (sträckning) eller tryck (kompression).
- Skjuvkraft: Parallell med yta → gliddeformation.
Källor till skjuvkraft
- Applicerade laster: Tvärlastar på balkar, boltar i enkel skjuvning, puncheringsoperationer.
- Friktion: Glidande kontakt mellan ytor.
- Flödesströmning: Viskös drag på fasta gränser (gränsskikt skjuvspänning).
- Vridning: Vridning genererar skjuvspänningar i axlar.
Effekter på material
- Deformation: Skjuvformändring (γ) = förskjutning / höjd.
- Flöde/Brott: När skjuvspänning > skjuvflödegräns (τ_y) eller ultimate skjuvstyrka (τ_u).
- Slitage: Adhesivt/abrasivt slitage vid glidande gränssnitt.
- Utmattning: Cykling skjuv → sprickinitiering/framväxt.
Konstruktiv design
- Balkar: Skjuvkraftdiagram (SFD) → skjuvspänning (τ = VQ/Ib); kontrollera mot tillåtna värden.
- Boltar/nitar: Enkel vs. dubbel skjuvkapacitet.
- Nuttrar, splines, pinnar: Skjuvnycklar överför vridmoment.
- Markmekanik: Skjuvstyrka (c, φ) styr böjningstabilitet, bärkraft.
Viktiga formler
- Medelskjuvspänning: τ = V / A
- Balkars tvärskjuv: τ = VQ / Ib
- Vridskjuv (cirkulär axel): τ = Tr / J
