Les structures de chargement et de déchargement appliquent une force aux boulons et à d'autres types de connecteurs. La contrainte de cisaillement est l'une des forces qui affectent les boulons. Lorsqu'un boulon relie deux ou plusieurs pièces, chacune des pièces peut communiquer des forces distinctes sur le boulon, souvent dans des directions différentes. Le résultat est une contrainte de cisaillement dans le plan à travers le boulon entre les deux composants connectés. Si la contrainte de cisaillement dans le boulon est trop élevée, le boulon peut se casser. Un exemple extrême de contrainte de cisaillement est l'utilisation de coupe-boulons sur un boulon. Les deux lames des fraises communiquent des forces opposées sur un seul plan du boulon, résultant en un boulon coupé. La détermination de la contrainte de cisaillement dans un boulon est un calcul simple utilisant seulement quelques entrées.
Utilisez une règle ou des pieds à coulisse numériques pour mesurer l'épaisseur de chaque partie de l'assemblage boulonné. Étiquetez chaque épaisseur t1, t2, t3, etc.
Calculez la contrainte de cisaillement en utilisant la formule F ÷ (dx (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 chacune sont reliées par un boulon d'un diamètre (d) de 1 pouce et que chaque plaque est soumise à une force de 100 lb, la contrainte de cisaillement est de 100 lb ÷ (1 pouce x (1 pouce). + 1 pouce)), ou 50 psi.
Calculer la contrainte de cisaillement en utilisant la formule F ÷ (2d x (t1 + t2 + t3)) si le boulon relie trois plaques, 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 double cisaillement car le cisaillement se produit dans deux plans différents dans le boulon. Par exemple, si trois plaques de 1 pouce d'épaisseur chacune sont reliées par un boulon d'un diamètre (d) de 1 pouce et que les plaques sont soumises à une force de 100 lb, la contrainte de cisaillement est de 100 lb ÷ (21 pouces x (1 pouce + 1 pouce + 1 pouce)) ou 16,7 psi.
