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Torsion

Torsion in Square and Rectangular Bars

Description

Torsion in square and rectangular bars shows how shape changes the way a material twists. Circular shafts keep their cross-sections nearly unchanged because they are axis-symmetric. That symmetry helps the stress spread evenly, so the shaft can resist torsion without distorting.

Square bars behav...

Transcript

在扭转载荷下,圆轴的横截面保持平整且不变形,因为它们是轴对称的。

然而,由于方杆中缺乏轴对称,当杆扭曲时,除了对角线和连接该横截面中点的线外,其横截面中的任何线都会扭曲。

考虑在方杆横截面的拐角处有一个小的立方单元。垂直于每个轴的单元面是杆自由表面的一部分,因此这些面和横截面拐角上的所有应力均为零。

因此,在这里不能假设剪切应力随距轴的距离线性变化。

最大剪应力沿杆较宽面的中心线发生,可以用其较宽和较窄的面的宽度来表示。同样,扭曲角也根据这两个宽度来定义。

在这里,系数 c1 和 c2 仅取决于两个面的尺寸比。

Tags

Torsion Noncircular MembersShearing Stress DistributionRectangular Cross SectionStress ConcentrationAngle of TwistGeometric CoefficientsBar DimensionsStress Free SurfacesDiagonal LinesMidpoint Connections