剪切与圆轴扭转

概念：大小相等、方向相反、作用线相距很近的两力作用于物体上称为剪切，物体在两力间的截面发生相对错动，这种变形称为剪切变形.

剪切与圆轴扭转

• 剪切与挤压
  • 剪切
    • 概念：大小相等、方向相反、作用线相距很近的两力作用于物体上称为剪切，物体在两力间的截面发生相对错动，这种变形称为剪切变形
    • 受力特点：外力大小相等、方向相反、作用线相距很近
    • 变形特点：连接件沿两个作用线之间的截面发生相对错动
    • 剪应力的计算
  • 挤压
    • 概念
      • 机械受剪切作用的连接件，在传力的接触面上，由于局部承受较大的压力，而出现塑性变形
      • 挤压面：两构件相互压紧的表面
      • 挤压力：作用于挤压面上的压力
    • 挤压应力
      • 挤压作用引起的应力
      • 挤压应力复杂，近似认为均匀分布
• 扭转
  • 扭转的基本概念
    • 扭转变形：在一对大小相等，转向相反，且作用平面垂直于杆件轴线的力偶作用下，杆件上的各个横截面发生相对转动
    • 受力特点：杆件受绕轴线旋转的力偶或力偶系的作用，这些力偶的旋转平面都垂直于杆的轴线。
    • 变形特点：杆件上的各个横截面发生相对转动
  • 扭转时外力的计算
    • 直接求外力偶矩
      • 主力偶矩
      • 从力偶矩
      • 受力特点：轴匀速转动的情况下，力偶矩的大小相等、转向相反，使圆轴受到扭转
  • 扭转时内力的计算
    • 截面法
    • 扭矩正负规定
      • 右手螺旋法则
    • 扭矩图的绘制
• 圆轴扭转时的应力及强度条件
  • 剪应变分布规律
    • 实验与假设
      • 圆轴扭转变形时横截面上不存在正应力，只有剪应力，其方向与所在半径垂直，与扭矩的转向一致
    • 变形的几何关系
  • 剪应力分布规律
    • 剪切胡克定律
  • 以静力平衡求剪应力
    • 静力平衡关系
  • 截面的几何性质、强度条件
    • 截面几何性质
      • 圆轴扭转时，横截面上只有垂直于直径的剪应力
      • 剪应力的大小与该点到圆心的距离ρ成正比
      • 圆心处剪应力为零；轴表面处剪应力最大
      • • ρ-横截面上任一点半径，mm
        • W-抗扭截面模量
      • 结构类型
        • 实心圆轴
        • 空心圆柱
    • 强度条件
• 圆轴扭转时的变形和刚度条件
  • 圆轴扭转时的变形分析
    • GI—抗扭强度
  • 圆轴扭转时的刚度条件