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面积的平行轴定理
10.2
薄板关于任意轴的面积惯性矩是多少?
考虑一个距离平行于给定轴的形心轴一定距离处的微元体。可计算其微分惯性矩。
对整个区域进行积分可得到平板关于平面轴的转动惯量。
此处,第一项表示关于形心的惯性矩,第三项等于总面积。由于该轴通过形心,第二项为零。
由此得到的表达式给出了关于平面轴的转动惯量。类似地,可获得关于另一平面轴的转动惯量。
将这些转动惯量相加,得到极转动惯量。
因此,任意轴的惯性矩等于通过形心且与之平行的轴的惯性矩,加上面积与两轴之间距离平方的乘积。上述表达式称为面积的平行轴定理。
惯性矩是机械工程中的一个基本概念,它在设计旋转对称物体(如飞轮、齿轮和其他机械系统)中起着重要作用。在这个背景中,我们将会讨论飞轮绕着其质心轴旋转所产生的惯性矩,以及它与其平行轴的惯性矩之间的关系。
对于近似为实心圆盘的飞轮,假设有一个与质心轴任意距离的微分元素。该微分元素的惯性矩通过将微分元素的面…