材料力学圆轴扭转内力、应力ppt课件

扭转概念、扭转内力、薄壁圆柱的扭转、剪切鹰的规则、环形轴扭转时横截面的应力。教育要求：1、理解扭转的概念；薄壁圆柱截面的内力、应力；2、掌握扭转内力扭矩和扭矩图；3、掌握剪应力互清、剪切钩的规律；4、掌握环形轴扭转时断面中的应力焦点：扭转内力、应力。困难：剪切应力相互等价定理的证明。时间安排：2，培训内容：MechanicofMaterials，8节课的内容，要求，重重困难，列表，3章扭转，3.1扭转概念和示例，3.2外力的计算扭矩和扭矩图表，3.3纯剪切，5，决定哪个缺席扭转？拧紧螺母的操纵杆不仅会扭转，还会产生剪切。mesangicofmaterials，3.1扭曲的概念和实例，6，MechanicofMaterials，3.1扭曲的概念和实例，7，决定什么缺席扭转？连接涡轮和发电机的传动轴会引起扭转。MechanicofMaterials、3.1、3.1扭曲的概念和实例，8，判断哪个部分会扭转？记录播放器的中心轴扭曲。mechanicofmaterials、3.1扭曲的概念和实例、MechanicofMaterials、3.1扭曲的概念和实例、变形特征：杆件的每个横截面绕轴旋转。力特征：力对在垂直于杆轴的平面上起作用，力对力矩相同，方向相反。扭转角度：两个断面之间的相对旋转角度。扭转变形构件通常是横截面大部分为圆形的轴零件。因此，本章主要讨论圆轴扭转。MechanicofMaterials，3.1扭转概念和范例，1，直接计算，1。外力双力矩、3.2外力偶计算转矩和转矩图、mesangicofmaterials、2、通过输入功率和速度计算、电动机输入功率为P(KW)、每秒操作数：外力m表示轴为n(r/n是轴的速度，单位为旋转/分钟(r/min)。如果功率p的单位是马力(1马力=735.5W=0.7355kW)，则为mesangicofmaterials，3.2外力对的计算转矩和转矩图，2，转矩T:当杆件受外力扭转变形时，在杆横截面中产生的扭矩图diagramoftorsionmoment:表示扭矩沿杆长度变化的图像(可以绘制扭矩图，方法与绘制轴力类似)；3.2外力的计算扭矩和扭矩图MechanicofMaterials圆形轴由四对围绕轴旋转的其他力对组成，每对力对其中力对角力矩的单位是Nm，尺寸单位是mm。尝试：绘制环形轴的转矩图。范例3-1，3.2外部力对的计算扭矩和扭矩图表，MechanicofMaterials，解决方案：1。确定控制侧，力对的截面a、b、c、d是控制平面，2 .截面方法查找每段的转矩，3.2外力的计算转矩和转矩图表，MechanicofMaterials，3.建立t-x座标系，扭矩绘图建立t-x座标系。其中x轴平行于圆轴的轴，t轴垂直于圆轴的轴。生成的每个段的转矩值显示在MX-x坐标系中，以获得使该点与x轴平行所需的转矩图。、315、630、486、()、()、示例3-2活动轮a的输入功率PA=36kW，从动轮b、c、d输出功率分别为PP绘制驱动轴的扭矩图形，从、MechanicofMaterials、最外部总线中查看时，外力切线方向与突变方向从左到右相同。，3.2外力联接器计算转矩和转矩图，MechanicofMaterials，1，薄壁气缸扭转，(a)，实验：1。实验前：画垂直线，圆周线；3.3纯剪切，一对外力。MechanicofMaterials、2、2。实验后：圆周线保持不变；纵线倾斜3 .结论：圆柱表面各圆周线的形状、大小、间距保持不变，仅绕轴相对旋转。每条纵向线都以相同的小角度倾斜。所有矩形网格都歪向相同大小的平行四边形。19，圆周之间的距离保持不变，变形沿圆周切线方向，表面的垂直线倾斜，所有小矩形倾斜到平行四边形，每个小矩形都是相同的变形，3.3纯剪切，MechanicofMaterials，r，剖面具有切向应力。断面中同一圆周上每个点的剪应力相同。切向应力垂直于圆周的切向，即半径方向，与转矩旋转一致，4。和的关系：2，薄壁圆柱切向应力大小：A0:由平均半径创建的圆的面积。3.3纯剪切，MechanicofMaterials，dA，3，切向应力相互等定理：常识称为切向应力相互等定理。清除要求相切应力在两个平面(单位本体互垂的两个平面)中成对出现，互垂于两个平面之间的相交线，方向必须一起朝向或一起偏离，3.3纯剪切，MechanicofMaterials，T，点右侧剖面，点左侧剖面，与单位本体的四个面互垂这种应力状态称为纯剪应力状态。单元体：围绕正在研究的修剪边的长度无限小的直线立方体。22，4，剪切鹰的规则：T=m，剪切鹰的规则：剪切应力不超过材料的剪切率限制时(p)，剪切应力和切向必须为比例关系3360由于无量纲，g的尺寸和相等，其他材料的g值可以通过实验确定，钢的g值约为80GPa。剪切弹性系数、弹性系数和泊松比是表示材料弹性特性的三个常数。对于各向同性材料，3.3纯剪切，MechanicofMaterials，23，1，圆形轴扭曲时横截面的应力公式推导思想，MechanicofMaterials，(a)几何侧面：1，变形后横截面大小，形状不变，半径仍然是直线。(应力法向半径)，2，变形后相邻断面之间的距离保持不变。(无正应力)，扭转时环形轴的曲面变形类似于薄壁圆柱曲面变形。实验现象：3，平面假设：圆形轴扭曲后，横截面保持平面，两个相邻横截面相互倾斜旋转。3.4圆形扭转断面的应力，24，MechanicofMaterials，(2)物理边(直线弹性范围内)，(3)静态边，3.4圆扭曲横截面中的应力，25，距中心点的距离与距中心点的距离成正比。-扭转角度沿长度的变更率。1，变形调整方程式导出变形，应力分布规则，得出设定为与轴线任意距离的剪切变形()，mesangicofmaterials，2，质量属性剪切钩规则，3.4圆扭转时断面的应力，2，推导圆轴线扭转应力公式，26，T，MechanicofMaterials，3.4圆轴扭转时横截面的应力，27，3。静态方程式：所以，3.4扭转环形轴线时，断面中的应力，MechanicofMaterials，物理关系，28，-横截面中心到任意点的剪切应力计算公式。4 .正式讨论：GIP扭转刚性；适用于各向同性，线弹性材料，小变形时等圆截面直杆。中间：t截面的扭矩由截面法通过外力对力矩得到。-该点到中心点的距离。IP-极惯性矩、纯几何图形、无物理意义。，3.4圆形轴扭曲时横截面中的应力，MechanicofMaterials，29，单位：mm4，m4。以实心圆形截面条上市，但也适用于具有不同交点值的空心圆形截面条。扭转、d、d、d、o、3.4圆轴时横截面的应力，mechanicofmaterials，o、d、30，应力分布，t，max，(实体剖面)，3.4圆形轴扭曲时横截面中的应力，MechanicofMaterials，31，确定最大剪应力：wt扭转剖面系数(扭转剖面系数)，几何图形，单位：mm3或m3。3.4圆形扭转时断面的应力，MechanicofMaterials，32，3-4圆形扭转时断面的应力，MechanicofMaterials，范例3-3图示圆形轴，D=100mm，m=14k nm。解决方案：(1)得出扭转剪切应力的公式：(3)切向应力沿半径线性分布，每个点处的切向应力垂直于半径。然后，根据剪应力相互等效定理，绘制图中所示的垂直面oabc的切向应力沿半径OA分布的规律。曲面没有剪应力。测试：(1)截面1-1中的b，c两点处的剪切应力。绘制(2)沿半径OA打印(b)中显示的横截面和垂直截面oacb的相切应力分布规律。33，例如3-4:p=7.5 kw，n=100r/min，最大剪应力不能超过40MPa，中空环形轴的内径和外径比率=0.5。两条轴的长度相同。找到：实体轴的直径D1和母模仁轴的外径D2。确定2轴重量的百分比。作用于由解决方案(1)轴传递的功率计算轴的转矩，实体轴，横截面在3-4圆扭转时的应力，MechanicofMaterials，空心轴，D2=0.5，D2=23mm，长度相等时2轴的重量，34，任务，P.1013-1c，2，任务，35，应力分布，应力公式，观测变形，变形分布，扭转3-4环形轴线时断面中的应力，MechanicofMaterial