材料力学 第四章 扭转
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第四章 扭转§4—1 工程实例、概念一、工程实例1、螺丝刀杆工作时受扭。
2、汽车方向盘的转动轴工作时受扭。
3、机器中的传动轴工作时受扭。
4、钻井中的钻杆工作时受扭。
二、扭转的概念受力特点:杆两端作用着大小相等方向相反的力偶,且作用面垂直杆的轴线。
变形特点:杆任意两截面绕轴线发生相对转动。
轴:主要发生扭转变形的杆。
§4—2 外力偶矩、扭矩一、外力:m (外力偶矩)1、已知:功率 P 千瓦(KW ),转速 n 转/分(r /min ; rpm)。
外力偶矩:m)(N 9549⋅=nPm 2、已知:功率 P 马力(Ps),转速 n 转/分(r /min ;rpm)。
外力偶矩:m)(N 7024⋅=nPm 二、内力:T (扭矩) 1、内力的大小:(截面法)mT m T mx==-=∑002、内力的符号规定:以变形为依据,按右手螺旋法则判断。
(右手的四指代表扭矩的旋转方向,大拇指代表其矢量方向,若其矢量方向背离所在截面则扭矩规定为正值,反之为负值。
)3、注意的问题:(1)、截开面上设正值的扭矩方向;(2)、在采用截面法之前不能将外力简化或平移。
4、内力图(扭矩图):表示构件各横截面扭矩沿轴线变化的图形。
作法:同轴力图:§4—3 薄壁圆筒的扭转 一、薄壁圆筒横截面上的应力(壁厚0101r t ≤,0r :为平均半径) 实验→变形规律→应力的分布规律→应力的计算公式。
1、实验:2、变形规律:圆周线——形状、大小、间距不变,各圆周线只是绕轴线转动了一个不同的角度。
纵向线——倾斜了同一个角度,小方格变成了平行四边形。
3、切应变(角应变、剪应变):直角角度的改变量。
4、定性分析横截面上的应力(1) 00=∴=σε ;(2)00≠∴≠τγ因为同一圆周上切应变相同,所以同一圆周上切应力大小相等。
⑶ 因为壁厚远小于直径,所以可以认为切应力沿壁厚均匀分布,而且方向垂直于其半径方向。
材料力学扭转材料力学是研究材料在外力作用下的变形和破坏规律的一门学科,而扭转则是材料力学中非常重要的一种变形形式。
在工程实践中,我们经常会遇到各种扭转现象,比如轴承、螺纹、螺栓等零部件的扭转变形。
因此,了解材料力学中的扭转现象对于工程设计和实际应用具有重要意义。
首先,我们来看一下什么是扭转。
扭转是指材料在外力作用下沿着一定轴线发生的旋转变形。
在扭转过程中,材料内部会受到剪切应力的作用,从而导致材料发生扭转变形。
扭转变形不仅会影响材料的外观和尺寸,还会对材料的力学性能产生影响。
在材料力学中,我们通常用剪切模量来描述材料的扭转性能。
剪切模量是指材料在扭转过程中所表现出的抗扭转能力。
剪切模量越大,材料的抗扭转能力就越强,反之则越弱。
因此,在工程设计中,我们需要根据材料的剪切模量来选择合适的材料,以满足工程的扭转性能要求。
除了剪切模量,材料的断裂韧性也是影响材料扭转性能的重要因素。
断裂韧性是指材料在扭转过程中抵抗断裂的能力。
材料的断裂韧性越大,其扭转性能就越好,能够更好地抵抗扭转变形和破坏。
因此,在工程设计中,我们还需要考虑材料的断裂韧性,以确保材料在扭转过程中不会发生过早的断裂。
此外,材料的微观结构也会对其扭转性能产生影响。
晶粒的大小、形状以及晶界的性质都会影响材料的扭转性能。
一般来说,晶粒越细小,晶界越强化,材料的扭转性能就会越好。
因此,在材料的制备过程中,我们需要通过控制材料的微观结构来提高其扭转性能。
总的来说,材料力学中的扭转现象是工程设计中不可忽视的重要问题。
了解材料的扭转性能,选择合适的材料,并通过控制材料的微观结构来提高其扭转性能,对于保证工程零部件的稳定性和可靠性具有重要意义。
希望本文能够对大家对材料力学中的扭转问题有所帮助。
材料力学扭转材料力学中的扭转是指在材料上施加一个力矩,使其绕一个轴进行转动的现象。
扭转在工程领域中广泛应用,例如在机械设计、结构设计以及材料测试等方面。
材料力学中的扭转主要涉及到弹性力学和塑性力学两个方面。
在弹性力学中,当材料受到扭矩时,它会发生弯曲变形以及剪切变形。
而在塑性力学中,材料会发生塑性流动,产生塑性变形。
在材料力学中,对于扭转的研究主要关注以下几个方面:1. 扭转角度:扭转角度是指材料在扭转过程中绕轴旋转的角度。
扭转角度通常以弧度为单位进行计量。
2. 扭转力矩:扭转力矩是作用在材料上的力矩,它使材料发生扭转。
扭转力矩的大小与施加的力及材料的形状及性质有关。
3. 扭转应变:材料在扭转过程中会发生弯曲变形和剪切变形,从而导致产生应变。
扭转应变是指材料在扭转过程中产生的应变。
4. 扭转刚度:扭转刚度是指材料抵抗扭转变形的能力。
材料的扭转刚度与其形状、尺寸以及材料的性质密切相关。
对于材料力学中的扭转现象,研究者可以通过实验和数值模拟来进行研究。
实验可以通过应用一定的扭转力矩使试样产生扭转,然后测量扭转角度和应变等参数来分析材料的扭转性能。
数值模拟可以通过建立数学模型和使用计算机进行仿真来研究材料的扭转行为。
在工程实际应用中,对于扭转现象的研究对于设计和优化机械结构以及预测和评估材料的强度和可靠性有重要意义。
通过研究材料的扭转行为,工程师可以合理设计和选择材料,从而确保结构的稳定性和安全性。
综上所述,材料力学中的扭转是指在材料上施加一个力矩,使其绕一个轴进行转动的现象。
材料的扭转行为涉及到弹性力学和塑性力学方面的研究,对于工程实践中的结构设计和材料选择具有重要意义。