材料力學課件-3扭 轉(zhuǎn)

材料力學課件ppt-3扭轉(zhuǎn)CATALOGUE目錄扭轉(zhuǎn)的基本概念扭轉(zhuǎn)的力學分析扭轉(zhuǎn)的應力分析扭轉(zhuǎn)的變形分析扭轉(zhuǎn)的強度分析扭轉(zhuǎn)的基本概念01物體在扭矩作用下發(fā)生的旋轉(zhuǎn)運動。定義扭矩是矢量，具有方向性，與物體旋轉(zhuǎn)方向相反；扭矩的大小與截面尺寸、材料屬性有關。特點定義與特點可分為小扭轉(zhuǎn)、中等扭轉(zhuǎn)和大扭轉(zhuǎn)。按扭矩大小按材料性質(zhì)按結構形式可分為彈性扭轉(zhuǎn)和塑性扭轉(zhuǎn)?？煞譃閷嵭膱A軸扭轉(zhuǎn)和空心圓軸扭轉(zhuǎn)。030201扭轉(zhuǎn)的分類如減速器、發(fā)動機曲軸等旋轉(zhuǎn)機械部件的強度和剛度分析。機械制造如橋梁、高層建筑的抗風、抗震分析。土木工程如飛機起落架、火箭發(fā)動機的穩(wěn)定性分析。航空航天扭轉(zhuǎn)的應用扭轉(zhuǎn)的力學分析02

扭矩的計算扭矩是力和力臂的乘積，其大小等于作用在物體上的力與力臂的乘積。在材料力學中，扭矩通常用符號T表示。扭矩的計算公式為：T=F×d，其中F表示作用在物體上的力，d表示力臂，即力的作用點到轉(zhuǎn)動軸的距離。在計算扭矩時，需要注意力的方向和力臂的方向，以確保扭矩的正負號正確。截面幾何特性如截面尺寸、形狀和材料等都會影響扭矩的大小和分布。例如，截面尺寸越大，抗扭能力越強；截面形狀越對稱，抗扭能力也越強。在材料力學中，通常通過計算截面的極慣性矩和慣性矩來評估截面的抗扭能力。截面的極慣性矩越大，抗扭能力越強；截面的慣性矩越大，抗扭剛度越小。扭矩與截面幾何的關系截面材料的彈性模量、泊松比和剪切模量等都會影響其抗扭能力。彈性模量越大，抗扭能力越強；泊松比越小，抗扭能力也越強。剪切模量則與截面的剪切強度有關，剪切模量越大，抗剪切能力越強。在材料力學中，通常通過計算材料的剪切模量和剪切強度來評估材料的抗扭能力。剪切模量越大，抗剪切能力越強；剪切強度越大，抗剪切能力也越強。扭矩與截面材料的關系溫度的變化會對材料的力學性能產(chǎn)生影響，從而影響扭矩的大小和分布。例如，溫度升高會導致材料軟化，降低其抗扭能力；溫度降低則可能導致材料脆化，增加其抗扭能力。在實際工程中，需要考慮溫度變化對材料力學性能的影響，特別是在高溫或低溫環(huán)境下工作的機械和結構?？梢酝ㄟ^選用耐溫性能較好的材料或采取適當?shù)谋卮胧﹣頊p小溫度對扭矩的影響。扭矩與截面溫度的關系扭轉(zhuǎn)的應力分析03切應力的大小等于截面上的扭矩除以截面的極慣性矩。切應力計算公式切應力在截面上呈線性分布，最大值位于截面邊緣，最小值位于截面中心。切應力分布切應力方向與截面邊緣垂直，與扭矩方向相反。切應力方向切應力的計算截面尺寸截面尺寸的改變會影響截面的極慣性矩，從而影響切應力的大小。截面形狀不同截面形狀的物體在承受扭矩時，其切應力分布和大小不同。截面轉(zhuǎn)動慣量截面的轉(zhuǎn)動慣量會影響扭矩的大小，從而影響切應力。切應力與截面幾何的關系材料的彈性模量會影響切應力的分布和大小。材料彈性模量泊松比會影響截面的極慣性矩和轉(zhuǎn)動慣量，從而影響切應力。材料泊松比材料的抗剪強度限制了切應力的最大值，超過抗剪強度會導致材料破壞。材料抗剪強度切應力與截面材料的關系熱膨脹效應溫度升高會導致材料膨脹，改變截面的尺寸和形狀，進而影響切應力。溫度梯度溫度梯度會導致材料內(nèi)部的熱應力，從而影響切應力的分布和大小。溫度影響材料性能溫度變化會影響材料的彈性模量、泊松比和抗剪強度等性能參數(shù)，從而影響切應力。切應力與截面溫度的關系扭轉(zhuǎn)的變形分析0403扭轉(zhuǎn)變形量計算扭轉(zhuǎn)變形量可以用角位移或扭轉(zhuǎn)角來表示，可以通過測量工具進行測量。01扭矩計算扭矩等于力與力臂的乘積，用于描述扭轉(zhuǎn)變形的程度。02扭矩與角位移關系扭矩與角位移之間存在線性關系，即扭矩越大，角位移越大。扭轉(zhuǎn)變形的計算截面形狀的影響不同截面形狀的桿件在相同扭矩作用下，扭轉(zhuǎn)變形程度不同。截面尺寸的影響增大截面尺寸可以增加桿件的抗扭剛度，減小扭轉(zhuǎn)變形。截面慣性矩計算慣性矩是衡量截面抗扭剛度的指標，可以通過計算得到。扭轉(zhuǎn)變形與截面幾何的關系彈性模量越大，材料抵抗扭轉(zhuǎn)變形的能力越強。材料彈性模量的影響切變模量反映材料抵抗切應力作用的能力，切變模量越大，材料抗扭能力越強。材料切變模量的影響泊松比反映材料橫向變形與縱向變形之間的關系，對扭轉(zhuǎn)變形有一定影響。材料泊松比的影響扭轉(zhuǎn)變形與截面材料的關系溫度對截面幾何的影響溫度變化可能導致截面幾何形狀發(fā)生變化，如熱脹冷縮，從而影響扭轉(zhuǎn)變形。溫度對扭轉(zhuǎn)變形的影響在高溫或低溫環(huán)境下，材料的抗扭性能可能發(fā)生變化，導致扭轉(zhuǎn)變形量發(fā)生變化。溫度對材料性能的影響溫度變化會導致材料性能發(fā)生變化，如彈性模量和切變模量等，從而影響扭轉(zhuǎn)變形。扭轉(zhuǎn)變形與截面溫度的關系扭轉(zhuǎn)的強度分析05最大扭矩分析桿件在扭轉(zhuǎn)過程中，各截面上的應力分布情況，確定最大應力位置。應力分布安全系數(shù)為確保桿件安全工作，需要計算安全系數(shù)，即實際承受的扭矩與許用扭矩之比。根據(jù)材料力學原理，計算出在給定外力矩下，桿件所能承受的最大扭矩。強度條件的計算123截面尺寸的大小直接影響桿件的抗扭能力，截面尺寸越大，抗扭能力越強。截面尺寸合理的截面形狀可以優(yōu)化應力分布，提高桿件的抗扭性能。截面形狀壁厚的增加可以提高截面的慣性矩，從而提高桿件的抗扭剛度。壁厚強度條件與截面幾何的關系材料彈性模量01彈性模量是材料抵抗彈性變形能力的度量，彈性模量越大，抗扭能力越強。材料泊松比02泊松比反映材料在受力時橫向變形程度，合理的泊松比可以提高桿件抗扭性能。材料抗剪強度03材料的抗剪強度直接影響桿件在剪切力作用下的性能，抗剪強度越高，抗扭能力越強。強度條件與截面材料的關系溫度影響材料性能溫度變化會影響材料的彈性模量、泊松比和抗剪強度等參數(shù)，從而影響桿件的抗扭性能