《上课用受扭构件的截面承载力计算》课件.pptVIP

**************受扭构件的基本概念受扭构件是指承受扭转力矩的构件。扭转力矩会导致构件横截面发生扭转变形。扭转力矩通常由外力或外力偶作用于构件上产生。扭转变形会导致构件内部产生切应力，其大小与扭矩、构件截面形状和尺寸有关。受扭构件广泛应用于机械、土木、航空航天等领域。例如，传动轴、螺栓、螺钉、钢管等均为受扭构件。受扭构件的设计需要考虑其承载能力、刚度和稳定性等因素，以确保其在使用过程中不会发生失效。受扭构件的力学性质弹性构件在扭矩作用下发生形变，当扭矩消失后能恢复原状。塑性当扭矩超过弹性极限后，构件发生塑性变形，扭矩消失后不能完全恢复原状。强度构件抵抗扭矩破坏的能力，由材料的屈服强度和抗拉强度决定。刚度构件抵抗扭转变形的能力，由材料的弹性模量和截面几何形状决定。扭矩作用下的应力分布1纯扭矩应力仅为剪应力2最大剪应力发生在截面最外层3应力分布呈线性变化扭矩作用下，构件截面上的应力分布与材料的弹性模量、截面形状和扭矩大小有关。对于圆形截面，应力分布呈线性变化，最大剪应力发生在截面最外层。对于其他截面形状，应力分布则更加复杂，需要进行更深入的分析。扭矩作用下的极限承载能力当扭矩达到一定值时，受扭构件将发生破坏。极限承载能力是指构件能够承受的最大扭矩值。极限承载能力受材料强度、截面形状、尺寸等因素影响。1.0屈服材料开始发生塑性变形1.5屈服极限材料达到屈服强度2.0断裂材料断裂矩形截面的承载力计算确定截面尺寸测量矩形截面的宽度和高度，确保测量准确无误。计算截面面积将宽度和高度相乘得到截面面积，作为计算承载力的基础。应用公式根据材料强度、截面尺寸和扭矩，使用公式计算矩形截面的承载力。考虑安全系数在计算结果中乘以安全系数，以确保构件的安全性和可靠性。圆形截面的承载力计算1扭转剪应力计算计算扭转剪应力，确定截面上的最大剪应力2抗扭截面系数确定圆形截面的抗扭截面系数3承载力计算公式根据公式计算圆形截面的承载力圆形截面的承载力计算是扭转强度计算的关键步骤之一。通过计算截面上的最大剪应力，并结合抗扭截面系数，可以得到圆形截面的承载力。该步骤在确保结构的安全性方面具有重要意义。其他截面形状的承载力计算11.复杂形状例如，L形截面、T形截面、工字形截面等。22.理论计算采用有限元分析或其他数值方法进行计算。33.软件辅助使用专业的结构分析软件，例如ANSYS、ABAQUS等。44.经验公式对特定截面形状，可以使用已有的经验公式进行简化计算。双对称截面的承载力计算1定义双对称截面是指其截面形状关于两个互相垂直的轴线对称，例如工字钢、槽钢等。2计算方法对双对称截面，可以利用弯曲公式计算其承载力，并考虑扭转应力的影响。3步骤首先计算弯曲应力，然后考虑扭转应力对弯曲应力的影响，最后根据材料强度确定承载力。非对称截面的承载力计算非对称截面的承载力计算相对复杂，需要考虑截面的几何形状和材料性质。1截面形状例如：T型、L型截面2材料性质例如：弹性模量、泊松比3扭矩大小扭矩大小直接影响承载力4计算方法通常采用有限元方法进行计算计算过程中需考虑扭矩和剪切力对截面的影响，以及应力集中问题。组合截面的承载力计算1概念组合截面是指由两种或两种以上不同材料或不同截面形状的构件组成的截面，例如钢筋混凝土梁。2计算方法通常采用等效截面法或叠加法进行计算，将组合截面等效为一个单一材料的截面，或将各个部分的承载力叠加起来。3关键因素材料的弹性模量、泊松比、强度以及各个部分的截面面积和形状都需要考虑。考虑预应力的承载力预应力提高承载力预应力可以提高构件的抗弯强度和抗剪强度，从而提高其承载力。预应力可以使构件在使用过程中更加安全可靠，并能有效地减少构件的尺寸和重量。预应力对承载力的影响预应力的大小、方向和分布都会对构件的承载力产生影响。需要根据具体情况进行计算和分析。考虑剪切变形的承载力剪切变形的影响剪切变形会降低构件的承载力，尤其是对于薄壁构件，需要考虑剪切变形的影响。计算方法剪切变形可以用剪切应力公式计算，需要考虑构件的材料特性和截面形状。设计考虑在设计时，可以采取措施降低剪切变形的影响，例如增加构件的厚度或采用合理的截面形状。安全系数为了保证构件的安全，需要在计算中考虑适当的安全系数。计算时的注意事项材料性质材料的屈服强度、弹性模量等参数会直接影响构件的承载力。要确保选用的材料符合设计要求，并进行必要的试验验证。构件尺寸构件的截面尺寸、长度、形状等参数也会影响承载力。要根据实际情况选择合适的尺寸