[材料科學]材料力學-剪切與扭轉(編輯修改稿)
2025-02-15 13:40 本頁面
【文章內容簡介】 合力為一力偶，且力偶的作用面與直桿的軸線 垂直，桿發(fā)生的變形為扭轉變形。 A B O m m ? O B A ? 扭轉角（ ?）： 任意兩截面繞軸線轉動而發(fā)生的角位移。 剪應變（ ?）： 直角的改變量。 m m ? O B A ? 工 程 實 例 D 力偶矩 PDm ?汽車前后橋之間的傳動軸 攻絲絲錐 電動機與減速器之間的傳動軸 聯軸器 A、 B之間的軸段只承受扭距。 對稱扳手擰緊螺帽 請判斷哪一桿件將發(fā)生扭轉？ 當兩只手用力相等時，擰緊螺母的工具桿將產生扭轉。 傳動軸的外力偶矩 扭矩及扭矩圖 一、傳動軸的外力偶矩 傳遞軸的傳遞功率、轉數與外力偶矩的關系： m)( k N559 ?? m)( k N0247 ?? m)( kN1217 ?? 其中： P — 功率，千瓦（ kW） n — 轉速，轉 /分（ rpm） 其中： P — 功率，馬力（ PS） n — 轉速，轉 /分（ rpm） 其中： P — 功率，馬力（ HP） n — 轉速，轉 /分（ rpm） 1PS=m/s , 1HP=m/s , 1kW= 3 扭矩的符號規(guī)定： “ T”的轉向與截面外法線方向滿足右手螺旋規(guī)則為正，反之為負。 二、扭矩及扭矩圖 1 扭矩： 構件受扭時，橫截面上的內力偶矩，記作“ T”。 2 截面法求扭矩 m m m T mTmTm x?????00x 4 扭矩 圖 ：表示沿桿件軸線各橫截面上扭矩變化規(guī)律的圖線。 目 的 ① 扭矩變化規(guī)律； ② |T|max值及其截面位置 強度計算（危險截面）。 x T ? [例 ]已知：一傳動軸， n =300r/min，主動輪輸入 P1=500kW，從動輪輸出 P2=150kW， P3=150kW， P4=200kW，試繪制扭矩圖。 n A B C D m2 m3 m1 m4 解：①計算外力偶矩 m)15. 9( kN 300 5559 11????? m)( kN 232 ?????? .m)( kN 44 ????? .n A B C D m2 m3 m1 m4 1 1 2 2 3 3 ② 求扭矩（扭矩按正方向設） 0 , 02121?????????mTmTmxmkN569784784( , 0 322322????????????.)..mmTmmT , 04243?????mTmTx ③ 繪制扭矩圖 mkN 569m a x ?? .T BC段為危險截面。 x T n A B C D m2 m3 m1 m4 ? – – 等直圓桿在扭轉時的應力 強度條件 等直圓桿橫截面應力 ① 變形幾何方面 ②物理關系方面 ③靜力學方面 橫截面變形后是否為平面？ 1. 橫截面變形后仍為平面，形狀、大小、間距不變，半徑保持為直線； 2. 軸向無伸縮；無變形，所以沒有線應變，進而沒有正應力。 3. 縱向線變形后仍為平行，橫截面像剛性平面一樣繞軸線轉動。 等直圓桿扭轉實驗觀察： 等直圓桿扭轉時橫截面上的應力：
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