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面积的转动惯量
10.7
考虑一块形状任意的钢板。
计算平板面积的惯性积时,需使用笛卡尔坐标系,并在平板上选取一个微分面积单元。
在整个区域上对微分面积坐标与面积的乘积进行积分,得到惯性积。
该值可正可负,具体取决于坐标的符号;如果任一轴属于该区域的对称轴,则该值为零。
将惯性积表达式中的坐标重写为相对于形心轴的坐标并进行简化后,可得到四项。
第一项表示关于形心轴的惯性积。
以下两个积分表示面积对形心轴的静矩,因此其值为零。
第四个积分项给出总面积。最终得到的表达式即为惯性积的平行轴定理。
惯性积有助于确定任意面积的最大和最小惯性矩。
机械工程通过利用正确的计算方法来确保机器和结构是坚固且耐用的。其中的一个计算方法是计算面积的转动惯量。它是结构的质量在重心周围所分布的一种度量。它决定了结构抵抗旋转力的能力,并在受到外力的影响时结构所受到应力的大小和方向。
为了能够计算出任意面积的转动惯量,首先将整个面积划分为较小的二维面积元素。为…