材料力学-第四章扭转.ppt
《材料力学-第四章扭转.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《材料力学-第四章扭转.ppt(59页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、1.41 引言引言 42 外力偶矩和扭矩外力偶矩和扭矩43 薄壁圆筒的扭转薄壁圆筒的扭转44 圆轴扭转时的应力圆轴扭转时的应力 强度计算强度计算45 圆轴扭转时的变形圆轴扭转时的变形 刚度计算刚度计算46 非圆截面杆扭转简介非圆截面杆扭转简介第四章第四章 扭扭 转转*圆轴扭转超静定问题圆轴扭转超静定问题2.41 引引 言言 轴:轴:工程中以扭转为主要变形的构件。如:机器中的传动轴、石油钻机中的钻杆、汽车转向轴、搅拌器轴等。受力特点:受力特点:在垂直于杆轴线的平面内作用有力偶.ABOmmOBA变形特点:变形特点:任意横截面绕杆轴相对转动。(杆表面纵线螺 旋线扭转变形)3.扭转角扭转角(相对扭转角
2、相对扭转角)():):任意两横截面绕轴线转动而 发生的角位移。剪应变剪应变(切应变切应变)():直角的改变量。mmOBA4.工工 程程 实实 例例5.42 外力偶矩和扭矩外力偶矩和扭矩一、外力偶矩一、外力偶矩 其中:P 功率,千瓦(kW)n 转速,转/分(rpm)其中:P 功率,马力(PS)n 转速,转/分(rpm)1kW =1000Nm/s =1.36PS 使杆件产生扭转变形的力偶矩。数值上等于杆件所受外力对杆轴的力矩。传动轴的传递功率、转速与外力偶矩的关系:6.3 扭矩的符号规定:扭矩的符号规定:“T”的转向与截面外法线方向满足右手螺旋法则为正,的转向与截面外法线方向满足右手螺旋法则为正,
3、反之为负。反之为负。二、扭矩及扭矩图二、扭矩及扭矩图mmmTx1 扭矩:扭矩:构件受扭时,横截面上的内力偶矩,记作“T”。2 截面法求扭矩截面法求扭矩7.4 扭矩扭矩图:表示扭矩沿轴线方向变化规律的图线。图:表示扭矩沿轴线方向变化规律的图线。目目 的的扭矩变化规律;|T|max值及其截面位置 强度计算(危险截面)。xT8.例例1已知:一传动轴,n=300r/min,主动轮输入 P1=500kW,从动轮输出 P2=150kW,P3=150kW,P4=200kW,试绘制扭矩图。nA B C Dm2 m3 m1 m4解:解:计算外力偶矩计算外力偶矩9.nA B C Dm2 m3 m1 m411223
4、3求扭矩(扭矩按正方向设)求扭矩(扭矩按正方向设)求扭矩求扭矩:任意截面的扭矩任意截面的扭矩,数值上等于截面一侧轴段所有外力偶数值上等于截面一侧轴段所有外力偶矩的代数和矩的代数和.转向与这些外力偶矩的合力偶矩之转向相反转向与这些外力偶矩的合力偶矩之转向相反.10.绘制扭矩图绘制扭矩图BC段为危险截面。段为危险截面。xTnA B C Dm2 m3 m1 m44.789.566.3711.43 薄壁圆筒的扭转薄壁圆筒的扭转 薄壁圆筒:薄壁圆筒:壁厚(r0:为平均半径)一、实验:一、实验:1.实验前:实验前:绘纵向线,圆周线;绘纵向线,圆周线;施加一对外力偶施加一对外力偶 m。12.2.实验后:实验
5、后:圆周线的大小、形状、圆周线的大小、形状、间距不变;间距不变;纵纵向线变成斜直线,向线变成斜直线,倾倾角相同。角相同。3.结论:结论:各圆周线的间距均未改变各圆周线的间距均未改变横截面上无正应力横截面上无正应力.圆周线的形状、大小均未改变,只是绕轴线作了相对圆周线的形状、大小均未改变,只是绕轴线作了相对转动转动周向无正应力周向无正应力 纵向线倾斜纵向线倾斜横截面上有切应力横截面上有切应力.各纵向线均倾斜了同一微小角度各纵向线均倾斜了同一微小角度 切应力均匀分布切应力均匀分布.13.acdb 横截面上无正应力 周向无正应力 横截面上各点处,只产生垂直于半径的均匀分布的切应力,沿周向大小不变,方
6、向与该截面的扭矩方向一致。微小矩形单元体如图所示:微小矩形单元体如图所示:14.二、薄壁圆筒切应力二、薄壁圆筒切应力 与剪应变与剪应变:A0:平均半径所作圆的面积。切应力切应力剪应变剪应变mmOBA15.三、切应力互等定理:三、切应力互等定理:上式称为切应力互等定理切应力互等定理。该定理表明:在单元体相互垂直的两个平面上,切应在单元体相互垂直的两个平面上,切应力必然成对出现,且数值相等,两者都垂直于两平面的交力必然成对出现,且数值相等,两者都垂直于两平面的交线,其方向则共同指向或共同背离该交线。线,其方向则共同指向或共同背离该交线。acddxb dy tz16.四、剪切虎克定律:四、剪切虎克定
7、律:单元体的四个侧面上只有切应力而无正应力作用,这单元体的四个侧面上只有切应力而无正应力作用,这种应力状态称为种应力状态称为纯剪切应力状态。纯剪切应力状态。薄壁圆筒体扭转实验薄壁圆筒体扭转实验 17.T=m 剪切虎克定律:剪切虎克定律:当切应力不超过材料的剪切比例极限时当切应力不超过材料的剪切比例极限时(p)(在弹性范围内在弹性范围内),切应力与剪应变成正比关系。,切应力与剪应变成正比关系。在一定范围内在一定范围内 18.式中:G是材料的一个弹性常数,称为剪切弹性模量,因 无量纲,故G的量纲与 相同,不同材料的G值可通过实验确定,钢材的G值约为80GPa。剪切弹性模量、弹性模量和泊松比是表明材
8、料弹性性质的三个常数。对各向同性材料,这三个弹性常数之间存在下列关系(推导详见后面章节):可见,在三个弹性常数中,只要知道任意两个,第三个量就可以推算出来。19.44 圆轴扭转时的应力圆轴扭转时的应力 强度计算强度计算圆轴横截面应力圆轴横截面应力变形几何方面变形几何方面物理关系方面物理关系方面静力学方面静力学方面 1.横截面变形后横截面变形后 仍为平面;仍为平面;2.轴向无伸缩;轴向无伸缩;3.纵向线变形后仍为平行。纵向线变形后仍为平行。一、等直圆轴扭转实验观察:一、等直圆轴扭转实验观察:20.21.二、等直圆轴扭转时横截面上的应力:二、等直圆轴扭转时横截面上的应力:1.变形几何关系:变形几何
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 材料力学 第四 扭转
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【a199****6536】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【a199****6536】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。