材料力学 11 扭转.pdf

第十一章 扭 转 主讲：刘起霞 liuqixia65@163.com 扭 转(Torsion) 本章主要讨论等直圆轴的扭转, 首先研究轴的内 力、应力与变形计算, 并在此基础上研究强度和 刚度问题。 实例：带万向联轴节的传动轴 工程实例 扭 转 变 形 工程上的轴是承受扭转变形的典型构件，扭转变形也是杆 件的基本变形之一。杆件两端受一对大小相等、方向相反、 绕杆轴线转动的力偶作用时，杆件产生扭转变形。如下图 所示的攻丝丝锥。 下图所示为桥式起重机的传动轴以及齿轮轴。 扭转有如下特点： 1．受力特点：在杆件两端垂直于杆轴线的平面内 作用一对大小相等，方向相反的外力偶——扭转力 偶。其相应内力分量称为扭矩。 2 ．变形特点：横截面绕轴线发生相对转动，出现 扭转变形。 若杆件横截面上只存在扭矩一个内力分量，则这种 受力形式称为纯扭转。 材力方法总结 外力→内力→应力→强度 刚度 →变形（应变）→ 超静定 超静定问题的解法 静平衡方程 （1） 几何方程 联立求解 补充方程（2） 物理关系 已知内力求应力： 几何方面 物理方面 静力学方面 应力公式推导 标线试验 几何方面 平面假设 应变分布规律 应力分布规律 应力计算公式 物理方面 静力学方面 引 言(Introduction) 受力特点：所受到的外力是一些转向不 同的力偶,作用在垂直于杆轴的平面内； 变形特点：各横截面绕杆的轴线发生相 对转动,杆件的这种变形形式称为扭转。 工程中凡以扭转变形为主要变形的构 件称为轴。 汽车转向轴 第一节 外力偶矩的计算 如上图所示的传动机构，通常外力偶矩M不是 直接给出的，而是通过轴所传递的功率P和转 速n 由下列关系计算得到的。 60P P M 9.55 2nπ n 外力偶矩的换算 轴的传递功率P (kW) P M ω 转速n (r／min) 3 2πn 外力偶矩M(N · m) P ×10 M × 60