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扭转方程的推导

我们在讨论这个概念扭转或扭转力矩,圆形实心轴传递的扭矩圆形空心轴传递的扭矩在我们以前的帖子中。

在这篇文章的帮助下,我们将进一步开始一个新的主题,即扭转方程的推导。

在继续之前,让我们回顾一下扭矩或扭矩的基本定义。

如果轴的两端施加两个相等且相反的扭矩,则称轴为扭转。

当轴承受扭转或扭矩时,轴材料中会产生剪切应力和剪切应变。

这里,我们将考虑一个将受到扭转的圆轴的情况,这里将导出圆轴的扭转方程。

我们从上图中得到以下信息

R=圆形轴的半径
D=圆形轴的直径
dr=小基本圆环的厚度
r=圆环小元素的半径
q=圆轴中心半径r处的剪应力
τ=轴外表面的剪切应力
dA=圆环的小元素的面积
dA=2Пx r x dr

在距离中心半径r处的剪应力可按此处所述确定
q/r=τ/r
q=τx r/r

由中心半径r处的剪切应力产生的转向力可按此处所述确定
dF=q x dA
dF=τx r/r x 2Пx r x dr
dF=τ/R x 2ПR2.博士

圆形基本环上的扭转力矩可按此处所述确定
dT=旋转力x r
dT=τ/R x 2ПR3.博士
dT=τ/R x R2.x(2Пx r x dr)
dT=τ/R x R2.xDA

通过将上述方程式积分到限值0和R之间,可以很容易地确定总扭矩
因此,圆形实心轴传递的总扭矩可按下图所示的方式给出。
让我们回顾一下极惯性矩的基本概念,我们可以在这里写出极惯性矩的公式。此外,我们将在上述方程中使用此极惯性矩公式。
极惯性矩
因此,由圆形实心轴传输的总扭矩可通过以下方程式给出,如此处所述。
我们已经推导出了受扭圆轴产生的剪应力表达式因此,我们从这个表达式得到如下结果
考虑到以上两个方程,我们可以在这里写出 圆轴扭转方程 如图所示。
哪里
C=刚度模量
L=轴的长度
θ=扭转角度(弧度)

你有什么建议吗?请在评论框中填写。

我们现在将讨论另一个话题,即。由圆形实心轴传输的功率,在材料强度类别中,在我们的下一篇文章中。

参考:

材料强度,R.K.班萨尔
图片提供:谷歌

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